Wendepunkt in der Klimadebatte? Klimamodelle nähern sich den Realitäten an

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Horst Lüdecke, Klaus-Eckart Puls
Der Kern in der Klimadebatte ist die Klimasensitivität des CO2 (KS, auch ECS), definiert als die globale atmosphärische Erwärmung in Grad bei hypothetischer Verdoppelung der atmosphärischen CO2-Konzentration. Die KS von CO2 alleine beträgt aufgrund physikalischer Strahlungs-Gesetze nur etwa 1 Grad. Darüber herrscht Konsens zwischen Klimarat IPCC und den meisten seiner Kritikern, die unsachgemäß als „Klimaskeptiker“ in den Medien diffamiert werden. Nur in Klima-Modellen erreicht die KS spektakuläre Werte von bis zu 5 Grad, wobei fiktive, sekundäre Verstärkungs-Prozesse wie z.B. die „Wasserdampf-Verstärkung“ herangezogen werden [Details hier]. In der peer-reviewten Literatur der letzten 2 Jahre ist die KS mittlerweile auf Werte von unter 2 Grad korrigiert worden, wohl nicht zuletzt aufgrund der Temperatur-Stagnation seit 17 Jahren.


Fachveröffentlichungen gehen bis auf KS ~ 0.5 °C herunter, wohlgemerkt mit Berücksichtigung von Rückkoppelungseffekten (hier). Die hohen IPCC-Werte infolge der so genannten "Wasserdampf-Rückkoppelung" basieren auf folgender Annahme: Die mäßige atmosphärische Erwärmung von einigen Zehntel Grad durch zunehmendes CO2 lässt aus den Ozeanen Wasserdampf aufsteigen – insbesondere in Nähe der Tropen. Als unbestritten stärkstes Treibhausgas würde Wasserdampf dann die Erwärmung durch CO2 verstärken. Jedoch: Auch ein umgekehrter Effekt ist denkbar, wobei der vermehrte atmosphärische Wasserdampf bei in aller Regel ausreichend vorhandenen Kondensations-Kernen zusätzliche Wolkenbildung und Abkühlung bewirkt, nämlich Abschirmung des Sonnenlichtes und damit Gegenkoppelung.

Leider ist die KS nicht direkt messbar. Ferner existiert bis heute keine Fachpublikation, die irgend einen Temperatureinfluss durch anthropogene Emissionen belegen kann. Klimamodelle haben den Nachteil, dass sie die Wirklichkeit nicht oder nur mit künstlichen Korrekturen (fudge factors) beschreiben können. Ihr Versagen betrifft insbesondere die Klimavergangenheit mit 17-jähriger Temperatur-Stagnation, die Eintrittszeitpunkte des El Nino und den nicht vorhandenen HotSpot in den Tropen. Auf keinen Fall stimmen die Beobachtungen mit den Rückkoppelungsmodellen überein, so dass die betreffenden Klimamodelle insbesondere hinsichtlich der KS zu revidieren sind 

Arbeiten zur KS gabe es schon vielfach [1], insbesondere eine frühe Arbeit von Richard Lindzen, die sich auf den von Lindzen so benannten "Iris-Effekt" stützt (hier). Diese Arbeit kommt zu dem Ergebnis einer w.o.a. grundlegenden "Gegenkoppelung", und sie wurde damals von den Alarmisten heftig kritisiert und angegriffen. Umso erstaunlicher ist es, dass soeben in einer Fachpublikation von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg der Iris-Effekt "wieder entdeckt" wurde. 

Zu dieser Fachpublikation haben Bosse und Vahrenholt auf dem Blog "kalte Sonne" eine ausführliche Zusammenstellung verfasst, die nachfolgend unverändert übernommen wird.

Horst-Joachim Lüdecke und Klaus-Eckart Puls (EIKE)

[1] R.S. Lindzen and Y-S. Choi: On the Observational Determination of Climate Sensitivity and Its Implications, Asia-Pacific J. Atmos. Sci. (47(4), 377-390 (2011), http://tinyurl.com/3mbresk

R.P. Allen: Combining satellite data and models to estimate cloud radiative effect at the surface and the atmosphere, Meteorol. Appl. 18, 324-333 (2011)

R.W. Spencer, and W.D. Braswell: On the Misdiagnosis of Surface Temperature Feedbacks from Variations in Earth’s Radiant Energy Balance, Remote Sensing 3(8) (2011), http://tinyurl.com/9cvuz32

R.W. Spencer, and W.D. Braswell: On the diagnosis of radiative feedback in the presence of unknown radiative forcing, Journal of Geophysical Research, Vol. 115 (2010), http://tinyurl.com/8kd694d

G. Paltridge et al.: Trends in middle- and upper-level tropospheric hunmidity from NCEP reanalysis data, Theor. Appl. Climatol. 98 (2009),http://www.drroyspencer.com/Paltridge-NCEP-vapor-2009.pdf

M. Beenstock, Y. Reingewertz, and N. Paldor: Polynomial cointegration tests of anthropogenic impact on global warming, Earth Syst. Dynam. 3, 173-188 (2012)

H. Harde: How much CO2 really contributes to global warming? Spectrospcopic studies and modelling of the influence of  H2O, CO2 and CH4 on our climate, Geophysical Research Abstracts, Vol. 13, EGU2011-4505-1 (2011), http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2011/EGU2011-4505-1.pdf 

F. Miskolczi: The stable stationary value of the Earth’s global average atmospheric Planck-weighted greenhouse-gas optical thickness, E&E, 21, No. 4 (2010)

R.W. Spencer and W.D. Braswell: On the misdiagnosis of surface temperature feedbacks from variations in Earth’s radiant energy balance, Remote Sens. 3, 1603-1613 (2011)

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 Hier der Original-Bericht 

Wendepunkt in der Klimadebatte?

Klimamodelle nähern sich den Realitäten an !

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt (24. April 2015)

Zu vielen Gelegenheiten machten wir an dieser Stelle auf die Diskrepanzen zwischen der beobachteten Welt und deren Wiederspiegelung in den neuesten Klimamodellen des IPCC (CMIP5) aufmerksam (vgl. hier und hier). Die Modellwerte liefen einfach viel zu deutlich von den Beobachtungen davon, das macht auch diese Darstellung von Roy Spencer deutlich:

Abb.1: Die Abweichung der Modellwerte zu den Satellitenbeobachtungen bis 2013, Quelle: Roy Spencer.

Jetzt nahmen sich ein Experte für Modellierung, Thomas Mauritsen und einer für Wolken und Aerosole,  Björn Stevens vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg der Sache an. In einer brandaktuellen Arbeit in Nature Geoscience (im Folgenden MS15) “Der fehlende Iris-Effekt als ein möglicher Grund für den unterdrückten Wasserzyklus und die hohe Klimasensivität in Modellen“ nahmen sie die Ist-Situation auf (die einigermaßen schlecht verständliche Pressemitteilung dazu kann man hier lesen):

1) Die Modelle reagieren offensichtlich zu empfindlich auf den Treibhausgasantrieb, die neueren Arbeiten zu den Beobachtungen ermitteln deutlich geringere Werte für diesen Antrieb. Die Klimasensivität (ECS) für einen sehr langen dauernden Zeitraum bis zum eingeschwungenen Zustand nach einer Treibhausgaserhöhung wird von Modellen im Mittel mit 3,3 Grad Celsius Erwärmung ausgegeben, die Beobachtungen weisen auf einen Wert um 2 Grad Celsius.

2) Der globale Wasserkreislauf wird in den Modellen nicht richtig berücksichtigt (zu gering).

Darüber hinaus ergibt sich ein weiteres Phänomen: Die obere Troposphäre in den Tropen sollte sich aufgrund jeder Erwärmung nach den Modellen viel mehr aufheizen als das auf dem Boden festzustellen ist. Das wird jedoch nicht in dem Maß beobachtet – wir berichteten darüber im Beitrag “Houston, wir haben ein Problem: Wir können den Hotspot nicht finden“. Die Autoren suchten nach einer gemeinsamen Erklärung für die Diskrepanzen, indem sie einen in Modellen bisher nicht berücksichtigten kühlend wirkenden Effekt im Geschehen suchten, und wurden fündig. Sie griffen einen älteren Ansatz von Richard Lindzen und seinen Kollegen aus dem Jahre 2001 auf: Die Erde hat eine „Iris“, eine Gegenkopplung, die dafür sorgt, dass bei mehr Erwärmung auch mehr Wärme abgegeben wird als bei kühleren Temperaturen. Dieser Mechanismus, so Lindzen, wirkt in den Tropen/Subtropen. In der aktuellen Arbeit wird das so illustriert:

 

Abb.2: Bei höheren Temperaturen entstehen mehr Gewitter über dem Meer und das Gebiet ohne hohe Wolken („Dry and clear“) dehnt sich mehr aus, die Wärme kann besser abgestrahlt werden („Strong OLR“) als bei geringeren Temperaturen, bei denen die Iris kleiner ist. Quelle: Bild 1 aus MS15.

Diese  „Selbstregulierung“ der Temperaturen der Erde nach Lindzen wurde natürlich  vom „Mainstream“ der Klimawissenschaft zurückgewiesen. So schrieben Chambers et al. im Journal of Climate 2002:

„As a result, the strength of the feedback effect is reduced by a factor of 10 or more. Contrary to the initial Iris hypothesis, most of the definitions tested in this paper result in a small positive feedback.”

Kevin Trenberth und Kollegen kanzelten 2010 in den Geophysical Research Letters die Iris-Theorie mit folgenden Worten ab:

„…and their [Lindzen et al. ] use of a limited tropical domain is especially problematic. Moreover their results do not stand up to independent testing.”   

Davon ließen sich die Autoren der aktuellen “Nature” Arbeit nicht beeindrucken, sondern machten sich die Mühe, den von Lindzen beschriebenen Effekt in ein hochmodernes Klimamodell zu integrieren. Was sich ergab, ist einigermaßen überraschend.

Der „tropische Hotspot“

 

Abb. 3: Die Temperaturen in der Höhe laut Modellen, Quelle: Bild S7 aus MS15.

Die Steigung der tropischen Temperaturtrends zwischen 7 und 14 km Höhe im Modell ohne Iris (Abbildung 3 links) und mit Iris (rechts).  Der modellierte Hotspot mit dem markanten Schwerpunkt in etwa 10 km und darüber ist verschwunden, sehr ähnlich zu den Beobachtungen:

Abb.4: Der „Hotspot“ in Modellen ohne Iris und die Beobachtungen. Quelle: „Climate4you“. Die 300hPa Luftdruck entsprechen ca. 8 km Höhe, die 200 hPa ca. 10 km Höhe über NN. Der gemessene Trend (dunkelrot bzw. blau), der modellierte Trend im Modellmittel ohne Iris ist rot gepunktet.

Die Wirkung des Iris-Effektes auf die ECS

Abb.5: Crossplot der ECS mit der zur Erhöhung der Temperatur negativen Wirkung der Iris. Der rote Punkt ist die ECS des Modells ohne Iris, die blauen Markierungen sind die Werte für die ECS in verschiedenen Ausprägungen der Iris.  Quelle: Bild 3a aus MS15

Die Iris verschiebt die ECS des verwendeten Modells von 2,81 hin zu 2,21, das sind 22% weniger Empfindlichkeit gegenüber der Erwärmungswirkung durch Treibhausgase.  Auch die Diskrepanz im Wasserzyklus (im Prinzip die Zunahme von Niederschlag bei Erwärmung) konnte durch Berücksichtigung der Iris im Modell gelöst werden.

Selbst wenn es hier an der einen oder anderen Stelle so erschienen haben mag, dass wir Modellen insgesamt misstrauen, so ist doch anzumerken, dass Modelle gerade in der Klimatologie sehr nützlich sein können wenn sie mit allen Informationen gespeist sind. Wir können mit der Atmosphäre nicht experimentieren und sind mehr oder weniger auf ein Universum im Rechner angewiesen. Nur sollten die Modelle auch die Realität wiedergeben und keine Scheinwelten aufbauen, die Katastrophenszenarien liefern. Um es in einem Beispiel zu erläutern: Die Astrophysik stand auch nach den ersten Bodenproben vom Mond vor dem Problem, dass sie nicht die Frage nach seinem Entstehen beantworten konnte. Die Proben waren wie ein Teil der Erde, enthielten jedoch kein Wasser.  Schließlich baute man ein Modell im Rechner und ließ alle möglichen Hypothesen durchspielen mit dem Kriterium: Am Ende sollte es möglichst genau so aussehen wie wir es heute beobachten.

Es blieb schließlich nur eine Möglichkeit, die das Ergebnis lieferte: In der Frühzeit der Erde wurde sie von einem marsgroßen Körper (postum genannt „Teja“) getroffen und aus den Trümmerteilen beider Körper  formte sich der Mond in relativ großer Nähe zur Erde. Durch die Gezeitenreibung entfernte er sich immer mehr und seine ursprünglich vorhandene Eigenrotation wurde “angehalten“, er weist der Erde immer dieselbe Seit zu.

Die Modellierung dieser Vorgänge war einfacher, man kennt ja das Ergebnis. Das ist bei Klimamodellen anders, daher ist eine saubere und verifizierbare Programmierung unter Berücksichtigung möglichst aller physikalisch wirkenden Faktoren so wichtig. Mit der vorgestellten Arbeit ist sehr wahrscheinlich ein wichtiger  Schritt in diese Richtung gegangen worden, sie brachte ähnlich dem „tapferen Schneiderlein“ gleich drei große Modellprobleme auf einen Streich einer Lösung näher.

Dazu gehört eben auch die mit der Iris-Komponente im Modell ermittelte ca. 22% geringere Empfindlichkeit des modellierten Klimasystems gegenüber Treibhausgasen. Das hören nicht alle gerne. Kevin Trenberth wird mit den Worten zitiert:

Die Arbeit ist schlecht geschrieben und irreführend. Es wäre nicht notwendig gewesen, ins  „Iris-Horn“ zu stoßen.“

Trenberth fast wütend:

Die Autoren haben es sogar in den verdammten Titel geschrieben“.

Welche Angst geht da im „Klima-Establishment“ jetzt wohl um? Dass es sich bis in die Politik herumspricht, dass die Klimakatastrophe nicht stattfindet? Björn Stevens Forschungsergebnisse könnten vielleicht einmal in die Geschichte der Klimawissenschaft als Wendepunkt der Debatte eingehen.

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Zum vorstehende Thema kürzlich bei EIKE erschienen:

Die Achilles-Ferse der Klima-Modelle : "Wasserdampf-Verstärkung"

http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/die-achilles-ferse-der-klima-modelle-wasserdampf-verstaerkung/  06.03.2013

==> ANLAGE PDF

Z u s a m m e n f a s s u n g :

Seit 20 Jahren prognostizieren die Klima-Modelle stereotyp: ‚Die Erdatmosphäre wird sich bei CO2-Verdopplung um 2-5 Grad erwärmen.‘  Diese Metapher ist allgegenwärtig. Der "gläubigen" Öffentlichkeit ist jedoch nahezu unbekannt, daß die physikalischen Gesetze bei der Auswertung der CO2-Spektral-Banden allenfalls +1 Grad Erwärmung ergeben. Genau das steht auch in den IPCC-Berichten. Alle darüber hinaus gehenden Erwärmungs-Raten werden in den Modellen mit hypothetischen "Selbst-Verstärkungs-Prozessen" erzielt, insbesondere mit der so genannten "Wasser-Dampf-Verstärkung". Umfangreiche Auswertungen von Messungen in der Atmosphäre zeigen, daß die Natur das ganze Gegenteil macht: Die Wasserdampf-Konzentration in allen Schichten der Atmosphäre zeigt seit Jahrzehnten einen abnehmenden Trend !

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57 Kommentar(e)

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1
Peter Brunkert

Genau Herr Dr. Paul,
und alle Studenten lernen Quatsch auf der Uni.
Oder sie verstehen das nicht richtig.
Ich weiß wo ich mein Geld setzen würde.

PS: Selbst wenn man SB nicht nutzen könnte gilt trotzdem das die Emission temperaturabhängig gemäß T^4 sein müßte, und nicht der Emissionsgrad.
Herr Robitaille schreibt und spricht aber ausdrücklich von der Emissivity die dem T^4-Gesetz skandalöserweise nicht folgt. Das ist einfach totaler Kokolores und wird dadurch in keinster Weise richtiger.

2

#53:Verehrter Günter Heß Sie fischen hier schon wieder im Trüben der Desinformation gegen den Spitzenphysiker Robitaille!
Sie selbst, nicht Robitaille sagen etwas falsches! „Emissivity“ ist NICHT „Emittance“
Die Anwendung von S&B setzen eine konstante „Emissivity“ voraus, die es in der Realität nicht gibt, schon gar nicht bei Gasen,
genau DESHALB kann man in der Realität NICHT mit S&B rechnen, schon gar nicht bei Gasen.

mfG

3
Peter Brunkert

Ja der Rational-wiki-Beitrag tut nichts zur Sache, die Tatsache das jemand Kirchhoffs law widerlegt ohne das zitieren zu können spricht für sich.
Das er sich beschwert das der Emissionsgrad nicht t^4 folgt ist ja auch kein Geheimnis, das ist not even wrong, das zu erwarten ist komplett irrational.

4
Peter Brunkert

#51
Es gibt keine Emissivität (e) die gemäß T^4 temperaturabhängig ist, die Formel ist immer T^4 * e, und e ist für für jede Wellenlänge unterschiedlich. S/B ist das Integral (die Summe) aller Wellenlängen für einen Schwarzkörper.
Da bei jeder Wellenlänge mit einem anderen Faktor e multipliziert wird kann man das mit einem realen Körper nicht so einfach machen, sondern benötigt einen experimentell ermittelten und dann dadurch temperaturabhängigen Emissionsgrad.
Mit dem kann man dann durch S/B integrieren.

Gucken sie ins Skript der Uni Magdeburg, da wird dasselbe für Festkörper gemacht.

PS: Wenn sie schon irgendwelche Tabellen verlinken kann es helfen wenn man ranschreibt woher die Daten sind und vor allem was das für Zahlen sind. Ich hab sie jetzt im Wiki gefunden, und wenn sie jetzt noch sagen was sie sagen wollen wäre das auch hilfreich.
Die Tabelle zeigt das alle da angegeben Festkörper für Sonnenstrahung und Erdstrahlung einen unterschiedlichen GESAMTEMISSIONSGRAD haben.
Aber sie sind im richtigen Kapitel : Integrierte Strahlungsgrößen
Da steht: 'Die Gleichheit von Absorptions- und Emissionsgrad gilt in voller Allgemeinheit nur für den gerichteten spektralen Absorptionsgrad und den gerichteten spektralen Emissionsgrad.'
Genau das was ich sage.

Aber der wichtige Punkt ist der genannte: Auf der Folie steht nicht Kirchhoffs law, das steht auf keiner Folie, und der Emissionsgrad ist immer zwischen 0 & 1 und kann sich daher nicht gemäß T^4 verhalten.

5
Günter Heß

Lieber Herr Vogel #48,
Robitaille sagt in dem oben verlinkten Vortrag, dass die „Emissivity“ oder „Emittance“ von Gasen gemäß dem Gesetz von Stefan mit der 4. Potenz der Temperatur steigen sollte.
Diese Aussage ist falsch. Das sagt das Gesetz von Stefan nicht.
Danach zeigt er den Logarithmus der Emissivity von CO2 und Wasser als Funktion der Temperatur und zeigt, dass die Emissivity von Gasen mit der Temperatur sinkt. Das ist richtig.
Er sagt aber dann im Vortrag: „The Emissivity does not follow Stefans law.“
Er zeigt dann an, dass die Emissivity von Gasen stattdessen mit T^4 steigen sollte. Das ist falsch
denn Stefans Gesetz sagt etwas über die spezifische Ausstrahlung von schwarzen Körpern aus und nichts über die „Emissivity“ von allgemeinen Körpern oder Gasen. Er vermischt also „Emissivity“ und spezifische Ausstrahlung.
Durch diese Vermischung wird seine Argumentation komplett unsinnig.
Damit ist also gezeigt, dass die Schlussfolgerungen von Robitaille falsch sind.
Seine Argumentation mit der Hohlraumstrahlung ist ein Strohmann wie ich in #33 oben zeigte, da Planck das berücksichtigte wie mein Zitat zeigt.

Ich gebe ihnen Recht, es ist interessant diesen Vortrag anzuschauen und durchzudenken. Man sollte aber unbedingt skeptisch sein und Planck’s und Kirchhoffs Originalarbeiten lesen, damit man nicht den Missverständnissen von Robitaille nachläuft der sicher ein exzellenter Wissenschaftler im Bereich NMR ist.

Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß

6
Rainer Jacob

#47 Peter Brunkert

----
Der kann nicht mal seine Grafiken richtig beschriften.
----

Passieren Ihnen keine Fehler?

----
Dafür hat er immerhin einen Eintrag bei http://rationalwiki.org.
----

Habe ich auch gefunden und gelesen. Ja! Und?

Und wie nennt man das, was Sie jetzt hier machen?

Argumentum Xyz?

MfG

7

2) Bei 12:39 zeigt Robitaille völlig korrekt eine Emessivitätskurve von CO2 mit der Quellenangabe dieser Kurve, sie ist nicht von ihm selbst, wie fast alle Abbildungen.
Die Abzisse ist die Temperatur (x-Achse) und die Ordinate (y-Achse) die Emessivität logarrhithmisch skaliert.
Also die deutliche VERÄNDERUNG der Emessivität bei unterschiedlicher Temperatur.
Die KONSEQUENZ dieses Verhaltens ist dazu geschrieben:
Bei CO2 kann man NICHT mit S&B mit T^4 rechnen!!!
Das ist die entscheidende Hauptaussage des ganzen Vortrags!!!

3)Min. 14:32 und hier zeigen Sie dass Sie Kirchhoff selbst nicht verstanden haben, denn beim Schwarzköpermodell ist die Temperatur gesetzmäßig mit der Wellenlänge verbunden.

mfG

8
Rainer Jacob

#46 Peter Brunkert

Ich verlinke zu Wiki "Kirchhoff's law of thermal radiation"

tinyurl.com/obth89s

Mein Englisch ist ja nun nicht so doll. Gleichwohl meine ich, daß Robitaille das Kirchoffsche Gesetz genauso gebraucht/beschreibt, wie in Wiki beschrieben. Und das zieht sich ja durch seinen gesamten Vortrag:

"On the Validity of Kirchhoff's Law" - darum geht es Robitaille

MfG

9

#46 und #47 Es ist schon haarstreubend wie hier ein exzellenter Physiker (Robitaille) von einem Laien polemisch und sachlich völlig FALSCH attakiert wird, der sich nicht verteidigen kann. Das erkennt man an ihrer Unfähigkeit, Herr Peter Brunkert überhaupt zu verstehen, was Robitaille hier vorträgt.
Wenn Sie nicht wissen, was er vorträgt dürfen Sie das noch lange nicht falsch nennen.

1) zu 6:32 bis 7:10 hier geht es um die Kirchhoff-Plankfunktion für den schwarzen Strahler (Hohlraumstrahlung), also eine materialunabhängige universelle Funktion allein der Wellenlänge und der Temperatur.
Wenn Sie Kirchhoff zitieren wollen,
warum in englisch? glaubt ihnen sowie so kein Mensch, dass Sie das verstehen:
das ist besser
http://tinyurl.com/pta3wfc

und vergessen Sie nicht die wichtigste Bedingung: ein reines Strahlungs-GLEICHGEWICHT (im Vakuum) das es auf der Erde zu keinem Zeitpunkt gibt, insbesondere nicht wischen Erdoberfläche und gasförmiger Atmosphäre darüber.

Hier sehen Sie dann auch folgende interessante Tabelle von realen Festkörpern:

Material

Dachpappe, schwarz 0,82 0,91
Ziegel, rot 0,75 0,93
Zinkweiß 0,22 0,92
Schnee, sauber 0,20…0,35 0,95
Chrom, poliert 0,40 0,07
Gold, poliert 0,29 0,026
Kupfer, poliert 0,18 0,03
Kupfer, oxidiert 0,70 0,45

das wollten Sie wohl vermeiden mit ihrem merkwürdigen link

mfG

10
Rainer Jacob

#44 Sehr geehrter Dr. Paul

----
Rainer Jacob und andere, bitte keine Witze oder allgemeines bla bla über Robitaille.
----

Nochmals Danke für ihre Verlinkung des Videos!

Mein Kommentar #36 war völlig ernst gemeint. Und die Antwort von Herrn Heß #38 lag noch nicht vor.

Ich hatte allerdings schon ein bisschen den Eindruck, daß Heß, Brunkert und ich unbeabsichtigt! jenes Video etwas zerredet haben - aus ihrer mutmaßlichen Sicht.

Ich denke es ist ein guter, bedenkenswerter Vortrag.

Ich sehe allerdings nicht die Relevanz für die hier diskutierten Fragen. Nach meinem Verständnis "vergewaltigen" die "Treibhauskünstler" - wie Sie sie nennen - keineswegs Kirchhoff, S&B sowie Planck.

Und es muß doch m.M.n. erlaubt sein, z.B. zu vermelden, daß in dem Video das Kirchoffsche Gesetz anders gesehen wird als es sonst verstanden wird.

Mit freundlichem Gruß

11
Peter Brunkert

#44
Ab Min 6:32 bis 7:10 zitiert es etwas mit der Überschrift 'Kirchhoffs law'.
Und das was da steht ist nicht Kirchhoffs law.
http://tinyurl.com/nzf6xma
Mag ja eventuell von Kirchhoff sein, aber es ist nicht das was er behauptet.

Bei 12:39 zeigt er den Emissionsgrad von CO2 in Abhängigkeit mit der Temperatur und sagt das der nicht mit t^4 zusammenpasst.
Soll er auch nicht , die Emission soll wenn überhaupt mit T^4 zusammenlaufen, der Emissionsgrad ist was anderes.
Die Emission steigt mit steigender Temperatur, immer, weil die Emission für jede Wellenlänge mit steigender Temperatur auch gemäß T^4 steigt.
Der gemittelte Emissionsgrad mag sinken, die Emission steigt trotzdem

12
Peter Brunkert

Min. 14:32: Überschrift: Different Materials emit light with varying features which change as a function of temperature.
Und in der Grafik zeigt er den Emissionsgrad in Relation zur Wellenlänge, nicht zur Temperatur wie oben angegeben.

Der kann nicht mal seine Grafiken richtig beschriften. Dafür hat er immerhin einen Eintrag bei http://rationalwiki.org.
Schafft auch nicht jeder.

13
Peter Brunkert

#43 Ja schön das wir drüber gesprochen haben.
Herr Dr. Paul hat auf ein Video verlinkt, ich habe mit Herrn Jacob über das Video gesprochen, wenn ihnen das nicht aufgefallen sein sollte liegt der Fehler wohl nicht bei mir.
Hier war nie von irgendeinem Paper die Rede, geschweige denn das es velinkt wurde.

14

#36: Rainer Jacob und andere, bitte keine Witze oder allgemeines bla bla über Robitaille.
Wer meint, einen Fehler gefunden zu haben,
ist nur glaubwürdig, wenn er ihn nennen kann.

Welche Folie oder welche Formel ist falsch???

15
Alwin Bruno

@#42: Peter Brunkert, oben steht über Robitaille (und nicht dem Osterhasen): "Er zitiert immerhin in seinem Artikel dazu, deutsche und englische Texte."

Das Paper ist eine wissenschaftliche Veröffentlichung und kein Hörfehler / Aussprachefehler, oder.

EOD (Regel 3, keine Lust auf Wiederholungen).

16
Peter Brunkert

Wir reden hier über das Video.
Und im Video wird Kirchhoffs Gesetz widerlegt, ohne es richtig zu zitieren.

17
Alwin Bruno

@#40: Peter Brunkert, es wird sich schon zeigen wenn das Journal Ihren Hinweis veröffentlicht.

Ich warte solange.

18
Peter Brunkert

#39
Es mag ja sein das er irgendwelche Kirchhoff-Zitate richtig zitiert hat, aber er bezeichnet etwas als Kirchhoffs Gesetz was offensichtlich nicht Kirchhoffs Gesetz ist.
Wie soll er etwas widerlegt haben was er nichtmal kennt.

19

@#36: Rainer Jacob nun, dem hätten Sie doch SELBER abhelfen können, er zitiert eg.

"Kirchhoff G. ?Uber den Zusammenhang zwischen Emission und Absorption von Licht und. Warme. Monatsberichte der Akademie derWissenschaften zu Berlin, sessions of Dec. 1859, 1860, 783–787."

"Kirchhoff G. ?Uber das Verhältnis zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen. der Körper für Wärme und Licht. Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie, 1860, v.109, 275–301. (English translation by F. Guthrie: Kirchhoff G. On the relation between the radiating and the absorbing powers of different bodies for light and heat. Phil. Mag., ser. 4, 1860, v.20, 1–21."

"Kirchhoff G. On the relation between the emissive and the absorptive power of bodies for light and heat. (Reprinted from:Investigations of the Solar Spectrum and the Spectra of the Chemical Elements, 2nd edition, Berlin, Ferd. Dummler’s Publishing House, 1866, Gesammelte Abhandlungen, 571–598, Leipzig, 1882 as found in Harper’s Scientific Memoirs (J.S. Ames, Ed.) — The laws of radiation and absorption: memoirs of Prevost, Stewart, Kirchhoff, and Kirchhoff and Bunsen (translated and edited by D.B. Brace), American Book Company, New York, 1901, 73–97."

[copy&paste Fehler könnte mein Compi gemacht haben, sorry]

Die Zitierungen bzgl. Planck M. können Sie wohl selber finden, oder.

20
Günter Hewß

@Rainer Jakob

"Würden Sie denn denken, daß Robitaille der deutschen Sprache mächtig ist?"

Ja, vielleicht. Er zitiert immerhin in seinem Artikel dazu, deutsche und englische Texte. Von Planck hat er die englische Übersetzung von 1914 zitiert: "The theory of heat radiation"

Für das Forum hier habe ich die deutsche Quelle zitiert.

21
Peter Brunkert

Hallo Herr Jacob,
als Ergänzung zu #35:
Ab Seite 807 geht es im Kapitel 8.2.2 um die Emission von Festkörpern.
In Bild 8.6 sieht man das bei den meisten Materialien der Emissionsgrad stark abhängig von der Wellenlänge ist und nicht konstant.
Auch in Bild 8-7a und Bild 8-8a sieht man die Emissionsgrade von Stählen bzw. Keramiken bei verschiedenen Wellenlängen.

Zitat aus dem Skript: Für Wärmeübergangsberechnungen wird der über alle Wellenlängen gemittelte Emissionsgrad benötigt---
In den Bildern 8.7b und 8.8b sind diese gemittelten Emissionsgrade dargestellt.

Im Ergebniss steigt der mittlere Emissionsgrad bei Metallen mit steigender Temperatur an, bei Keramiken nimmt er ab.
Mit anderen Worten, auch bei Feststoffen ist der mittlere Emissionsgrad temperaturabhängig, wie bei Gasen halt auch.
Ein gemittelter Emissionsgrad ist also der Normalfall für die Wärmeübergangsberechnung, sie sind ein Hilfsmittel um die Emission rechnerisch prognostizieren zu können.
Nichts anderes sind ja die Energieflüsse Erde/Atmosphäre/Weltall.

PS: Bei meiner Abschätzung der Formeln habe ich mich wahrscheinlich vertan, die Werte für 3km Atmosphärendicke sind soweit ok (die hab ich ja auch abgeschrieben^^). Die Einheit ist aber bar x m, sprich Stoffmenge x Dicke, und 100m sind 1/30tel der Dicke UND 1/30tel der Stoffmenge, die von mir geschätzen Werte von 7 kPa x m bzw. 180 kPa x m müßten nochmal durch 30 geteilt werden.
ca. 0,2 kPa x m für CO2 und 6 kPa x m für H2O sollten die Kurven für 100m Atmosphäre sein.
Ich bin für Verbesserungen aber dankbar.

22
Rainer Jacob

#33 Sehr geehrter Heß

----
Robitaille hat anscheinend Planck nicht richtig gelesen.
.
.
Planck schreibt in seinem Buch: „Die Wärmestrahlung“:...
----

Ich vermute mal, daß Robitaille Planck´s Werk „Die Wärmestrahlung“ gar nicht gelesen hat.
Würden Sie denn denken, daß Robitaille der deutschen Sprache mächtig ist?

(Das ist m.M.n. das Problem mit der Originalliteratur, auf das Fr. Meinhardt immer wieder hinweist.)

MfG

23
Peter Brunkert

Hallo Herr Jacob,
das was da ja zunächst steht ist das es einen emittierten Wärmestrom gibt.

Dieser Wärmestrom ist nicht proportional T^4, da Gase in ihren Banden strahlen (nahezu wie ein schwarzer Strahler) und außerhalb gar nicht.
Bei Festkörpern kann man im Regelfall aus der Emission einer bestimmten Temperatur die Emission bei einer anderen Temperatur berechnen. Bei Gasen geht das so nicht.
Darum hat man den Emissionsgrad für diverse Temperaturen und Stoffmengen (das meint die Druck x m-Angabe) gemessen.
Jetzt kennt man den gemittelten Emissionsgrad für die jeweilige Druck- und Temperatur.
Man macht rechnerisch aus einem Bandenstrahler einen grauen Strahler mit variablen Emissionsgrad, darum braucht man dafür die Tabelle.
Ein Emissionsgrad sagt es wird emittiert, der Wert sagt wieviel im Vergleich zu einem schwarzen Strahler.

Die Anwendung der Formeln ist ab Seite 822 im Beispiel 8.2 durchgeführt.
Für den CO2-Anteil bei 380ppm und 3km Luftsäule ergibt sich ca. 2 bar x m (die Berechnung bitte im Skript), 2bar sind 200KPa.
Dementsprechend kürzere Wege durch die Atmosphäre kann man dann berechnen, 100m sind dann ca. 7KPa.
Wasser sind 54bar bei 3km, 180KPa bei 100m.
Hab ich jetzt aber auch nur abgeschrieben und nicht nachgerechnet...
So relevant ist das ja nicht, außer das Gase halt strahlen und man das schon vor 70 Jahren umfassend gemessen hat.

24

@#30: Rainer Jacob schrieb "Wo sind eigentlich unsere "Physikcracks"? Die halten sich vornehm zurück."

Es gab 'mal informelle Zurückweisung eines (wirklich tief erschütterten /sarc) Veröffentlichungsdatum, etc, so etwa ab hier, pp:
- http://bit.ly/1FvZE6r

25
Günter Heß

Hallo Herr Brunkert #27,

nicht nur das. Robitaille hat anscheinend Planck nicht richtig gelesen. Denn der Fall der von Robitaille beschrieben ist wurde von Planck behandelt. Robitaille hat also einen schönen Strohmann gebaut.

Planck schreibt in seinem Buch: „Die Wärmestrahlung“:

„In einem von total reflektierenden Wänden umschlossenen Vakuum kann daher von vornherein jeder beliebige Strahlungszustand stationär sein. Sobald man aber in das Vakuum eine beliebige kleine Menge einer ponderablen Substanz hineinbringt, so stellt sich mit der Zeit ein stationärer Strahlungszustand her, in welchem die Strahlung einer jeden Farbe , die von der Substanz in merklichem Betrage absorbiert wird, die der Temperatur der Substanz entsprechende, durch die universelle Funktion (42) für q = c bestimmte Intensität Kv (Anmerkung von mir: ist in deutscher Schreibweise, entspricht aber im wesentlichen der Funktion die Robitaille mit Bv bezeichnet) besitzt, während die Strahlung der übrigen Farben unbestimmt bleibt.“

Wie gesagt Planck hat den Fall berücksichtigt den Robitaille bespricht.

Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß

26
Rainer Jacob

@ Peter Brunkert

In IHREM verlinkten Text steht auf S.816 oben inhaltlich dasselbe, was DrPaul sagt:

----
Da für Gase das Plancksche Strahlungsgesetzt (8-1) nicht gilt, ist der emittierte Wärmestrom
auch nicht proportional T4
entsprechend dem Stefan-Boltzmann-Gesetz.
Es ist für die Praxis jedoch vorteilhaft, auch die Gasstrahlung mit diesem Ansatz zu
beschreiben, da diese in der Regel im Strahlungsaustausch mit Festkörpern steht.
Die Abweichung von der T4
-Abhängigkeit des Wärmestroms muss somit im Emissionsgrad
berücksichtigt werden. Dadurch wird der Emissionsgrad temperaturabhängig.
----

Bitte, bei den 400ppm CO2, die wir in der Atmosphäre haben - auf welcher Kurve liege ich denn da etwa in ihrem Bild 8-15 auf Meeresspiegelhöhe? (Ich bin mit der Druckangabe nicht vertraut.)

MfG

27
Rainer Jacob

#29 Dr Paul

----
Alles wichtige steht auf den Folien.
----

Daran habe ich mich dann auch gehalten. Ich war nur etwas irritiert, weil Sie LESEN geschrieben hatten dann ein Video vorgesetzt zu bekommen.

Danke für die Verlinkung.

Wo sind eigentlich unsere "Physikcracks"? Die halten sich vornehm zurück.

MfG

28
Peter Brunkert

#28
Herr Dr. Paul, SB mit sigma*T^4 gilt für einen real nicht existieren perfekten schwarzen Körper.
Für jeden real existierenden Körper gilt sigma*T^4 * Emissionsgrad, dieser Emissionsgrad (Emissivität) ist für jede Wellenlänge unterschiedlich. Eigentlich müßte man für jede Wellenlänge gemäß Planck die Schwarzkörperstrahlung berechnen und diese dann per Emissionsgrad verringern. Er wird aber aus praktischen Gründen meist zu einem Gesamtemissionsgrad (?(T)) gemittelt, u.a. weil die Unterschiede meist so groß nicht sind. Siehe auch Wiki bzw. Zitat unten aus dem Wiki-Beitrag.

Diesen Gesamtemissionsgrad für CO2 und H2O hat Hottel experimentell gemessen und ermittelt.
Darum steht da Emissionsgrad an der Seite.

Sie schreiben: für einen real existierenden Stoff,
dessen Emessivität sich mit der Temperatur VERÄNDERT, gilt NICHT Emission = sigma*T^4------

Die Formel Emission = sigma*T^4 gilt generell und per definitionem nur für einen real nicht existierenden Schwarzkörper, für jeden real existierenden Körper gilt Emission = sigma*T^4 * Emissionsgrad.
Für einen Stoff dessen Emissionsgrad sich mit der Temperatur verändert gilt aber nicht Emissionsgrad = 0, und nur für den Fall Emissionsgrad = 0 ergibt die Emission auch 0.

#'1 Zitat aus dem Wiki-Beitrag zum SB-GEsetz:
Nicht-Schwarze Strahler
Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt in der obigen Form nur für Schwarze Strahler. Ist ein Nicht-Schwarzer Strahler gegeben, der richtungsunabhängig strahlt (sogenannter Lambert-Strahler) und dessen Emissionsgrad für alle Frequenzen denselben Wert hat (sogenannter Grauer Körper), dann ist
P = Emissionsgrad * sigma * T^4
die von diesem abgegebene Strahlungsleistung. Dabei ist der Emissionsgrad der gewichtete gemittelte Emissionsgrad über alle Wellenlängen und die Wichtungsfunktion ist die Schwarzkörperenergieverteilung. Der Emissionsgrad streut materialabhängig zwischen 0,012 und 0,98. Ist der Emissionsgrad wellenlängenabhängig, so ändert sich die Strahlungsverteilung nicht nur wegen der Änderung der Planck-Verteilung. Durch diese zusätzliche Temperaturabhängigkeit ist die gesamte Strahlungsleistung nicht mehr streng proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur.

Für einen Strahler, bei dem die Richtungsunabhängigkeit oder die Frequenzunabhängigkeit der Emission nicht gegeben ist, muss zur Bestimmung des hemisphärischen Gesamtemissionsgrads ?(T) das Integral individuell unter Zugrundelegung der betreffenden Gesetzmäßigkeiten berechnet werden. Viele Körper weichen nur wenig vom idealen Lambert-Strahler ab; wenn der Emissionsgrad in dem Frequenzbereich, in dem der Körper einen merklichen Anteil seiner Strahlungsleistung abgibt, nur wenig variiert, lässt sich das Stefan-Boltzmann-Gesetz zumindest näherungsweise anwenden.

29

Lieber Herr @#26: Peter Brunkert , Ihre Antwort empfinde ich nun schon als Polemik!
Sie haben auch Hottel nicht verstanden, den Sie selbst zitiert haben,
letze Wiederholung:
für einen real existierenden Stoff,
dessen Emessivität sich mit der Temperatur VERÄNDERT, gilt NICHT Emission = sigma*T^4, was man das S&B-Gesetz nennt.
Ich hoffe, Sie können Emessivität und Emission unterscheiden.
Und CO2 Strahlung aus der Atmosphäre auf die Erde kann man NICHT messen.
Hier ist der "Emissiongrad" tatsächlich 0, wie von Hottel et.al. gemessen, siehe weiter oben.
Damit ist für mich die Diskussion zuende.
Lesen Sie bitte meine Beiträge etwas genauer, bevor Sie falsches von den Allarmisten nachplappern.

mfG

30

#25: Rainer Jacob tolles Argument: Anschauen ist nicht lesen?
Alles wichtige steht auf den Folien.
Ich hab den Film für die schönsten Folien immer angehalten und mir einen Screen-shot gemacht,
ist natürlich für einen Nichtphysiker etwas schwer verdaulich obwohl mit recht wenig Mathematik und viel Graphik versehen, z.B. beim Hohlraummodell.
Ich dachte, das könnte auch ein Nicht-Physiker leicht erkennen.
Und absolut unwiderlegbar. Keine Theorie sondern gemessene Praxis!
So ein Bestrahlungsberechner für einen Krebspatient, das macht er nämlich beruflich kann sich absolut keine realitätsfremden Berechnungen leisten IN TÄGLICHER ROUTINE. Beim Vortrag ging es mehr um die Grundprinzipien.

mfG

31
Peter Brunkert

Hallo Herr Paul,
nachdem ich mir den Anfang des Videos angesehen habe:
In Min. 12:20 sagt sich der Vortragende das der Emissionsgrad von CO2 (im Vortrag als Beispiel) nicht dem T^4-Gesetz folgt.
Was auch niemand je verlangt hat, ausschließlich die Emission eines (real nicht existierenden) perfekten schwarzen Körpers folgt dem T^4-Gesetz.
Aber er sagt damit das CO2 strahlt, aber das nur am Rande.
Wichtig ist, er verwechselt Emission und Emissionsgrad.
Ich habe wenig Hoffnung das der Vortragende damit der richtige ist die klassische Physik aus den Angeln zu heben.
Am seltsamsten finde ich aber das er in Min. 7:07 etwas als Kirchhoff's law bezeichnet was es gar nicht ist.
Kirchoffs Gesetz sagt das der Absorptionsgrad und der Emissionsgrad eines Stoffes identisch sind, gut absorbierende Stoffe emittieren auch gut, schlecht absorbierende Stoffe emittieren schlecht.
Der Emissiongsrad jedes Körpers ändert sich zwar mit der Wellenlänge, aber A/E ist immer 1.

32
Peter Brunkert

Herr Dr. Paul, in #17 schrieben sie: 'Gase sind also ein Sonderfall WENN SIE ÜBERHAUPT STRAHLEN und die Temperatur ist ebenso wie bei Festkörpern nur EIN Faktor, es fehlt noch der wichtigere zweite Faktor der Emessivität.'

Sie selber fordern den Faktor der Emissivität ein, weil man den braucht um damit die Emission berechnen zu können.
Wie die Emissivität ist wurde aber schon vor 70 Jahren gemessen, sie kennen sogar die Werte.
Und jetzt sagen sie das man damit nicht rechnen kann? Soll das ein Spiel sein?

Warum sagen sie denn nicht vorher das S/B, Planck und Kirchhoff nicht gelten.
Damit sind sie in der physikalischen Welt halt alleine, aber dann weiß man woran man ist.

Wenn die Emissivität und die Temperatur bekannt ist kann man die Strahlung gemäß SB berechnen, mehr braucht man dazu nicht, das ist Schulbuchwissen seit der Kaiserzeit.
Sie wollen jetzt nicht wirklich die grundlegenden physikalische Prinzipien des Strahlungsaustausches in Frage stellen, oder?
Zum Video kann und werde ich erst was sagen wenn ich es gesehen habe, das gehört sich eigentlich so.
Aber wie gesagt, sie fordern in #17 einen Emissionsgrad um die Emission berechnen zu können, der ist bekannt, damit ist die Emission von Gasen berechenbar. Wie bei Festkörpern halt auch, Sigma * T^4 * Emissionsgrad.
Der Emissionsgrad von CO2 ist temperaturabhängig und niedrig, das ist richtig.
Aber daraus kann man nicht schlussfolgern das er 0 ist.
Und nur beim Emissionsgrad 0 ist auch die Emission 0.

33
Rainer Jacob

#24 Dr. Paul

------
Geben sie zu, Sie haben
Pierre Marie Robitaille:
http://tinyurl.com/qe2w8go

gar nicht gelesen.
------

Kann man ja auch gar nicht LESEN.

Kann man sich anschauen und anhören. Das ist nicht dasselbe wie lesen. Sie wissen doch: manche Sachverhalte hat man lieber schwarz auf weiß.

34

#23:Herr Peter Brunkert, ich will mal ganz höflich formulieren, Sie haben meinen Beitrag nicht verstanden. Welchem Teil davon möchten Sie denn "widersprechen"?
Dass bei dem frequenzselektiven Absorber oder Strahler CO2 die Emissionsleistung NICHT mit sigma*T^4 (=S&B) berechnet werden kann,
ist doch mehr als klar dargestellt und wird Ihnen auch Nico Baecker bestätigen,
Herr Boem als nur Meteorologe weniger.
Denn bei Temperaturerhöhung wandert die Frequenz NICHT mit und bleibt bei 15µm.
Übrigens hat der Schwarzkörper mit der Maximalstrahlung bei 15µm eine Temperatur von -80°C, in Worten MINUS 80°.
Steigt die Temperatur weiter, wird nach einer größeren Lücke irgendwann (400-500°C) eine kürzere Frequenz bzw. Wellenlinie aktiviert, was man für die IR-Fernaufklärung nutzen kann.

Geben sie zu, Sie haben
Pierre Marie Robitaille:
http://tinyurl.com/qe2w8go

gar nicht gelesen.
Sonst müssten Sie zugeben,
dass S&B, Max Planck und viele Physikgiganten aus den vor-vorigen Jahrhundert in ÜBELSTER WEISE missbraucht werden für den wissenschaftlichen Betrug des CO2-Treibhauseffekt den es nicht gibt.
CO2 hat (auch empirisch) keinen Einfluss auf die Temperatur,
aber die Temperatur hat Einfluss auf CO2.
Die Hausfrau kennt das von der Sprudelflasche.

mfG

35
Peter Brunkert

#21:Hallo Herr Peter Brunkert, Kompliment, Hottel ist die richtige Spur.
Leider mit technischem Schwerpunkt auf sehr hohe Temperatur, also nicht für die niedrige Atmosphärentemperatur.
Es zeigt aber ganz deutlich sowohl die starke Temperaturabhängigkeit der Emessivität und gleichzeitig noch viel wichtiger, wie extrem niedrig sie ist.
Beides zusammen, sowie auch die schmale Frequenzbindung bedeuten im Klartext:
Mit Stefan-Boltzmann (S&B) kann man die "atmosphärische Strahlung" NICHT berechnen.
Die Emission von CO2 ist NICHT = sigma*T^4-----------

Hallo Herr Paul,
da muss ich ihnen widersprechen, nur durch die Angabe eines Emissionsgrades ist doch überhaupt die Berechnung durch S&B möglich.
Der Emissionsgrad wurde für diverse Stoffmengen und Temperaturen gemessen, dadurch hat man doch die schmale Frequenz rechnerisch auf das Plancksche Strahlungsspektrum verteilt und aus den realen Messwerten einen Emissionsgrad ermittelt.
Durch den Emissionsgrad ist die Stahlungsleistung der Gase für eine gewisse Temperatur berechnenbar (und diese Messungen werden ja auch reproduzierbar sein, das ist ja wie gesagt Stoff den jeder Student durchnimmt).
Sie schrieben doch selber: Faktor 1 Temperatur, Faktor 2 Emissivität.
Beide Faktoren sind nicht 0, also strahlen Gase. Über das wie doll kann man dann ja streiten, noch besser ist natürlich messen.

36

#21:Hallo Herr Peter Brunkert, Kompliment, Hottel ist die richtige Spur.
Leider mit technischem Schwerpunkt auf sehr hohe Temperatur, also nicht für die niedrige Atmosphärentemperatur.
Es zeigt aber ganz deutlich sowohl die starke Temperaturabhängigkeit der Emessivität und gleichzeitig noch viel wichtiger, wie extrem niedrig sie ist.
Beides zusammen, sowie auch die schmale Frequenzbindung bedeuten im Klartext:
Mit Stefan-Boltzmann (S&B) kann man die "atmosphärische Strahlung" NICHT berechnen.
Die Emission von CO2 ist NICHT = sigma*T^4

Das gilt übrigens auch für die Mehrzahl der festen Körper. Der "Schwarzkörper" als Hohlraumstrahler ist also eine real nicht existierende Modellvorstellung.
Und auch aus dem beheizten Hohlraum ist das was da als Strahlung rauskommt nicht nur von der Temperatur abhängig, sondern auch von der spezifischen Emissionsfähigkeit der inneren Oberflächen dieses Hohlraumes.
Emission ist ein OBERFLÄCHENEFFEKT, wenn das benachbarte Atom oder Molekül für den direkten Energieaustausch fehlt.
Gas bleibt der Sonderfall und hier ist zwar Absorption möglich, Emission dagegen vom Molekülabstand bzw. dem Zeitfenster der Kollision mit Nachbarmolekülen abhängig. Steigt Moleküldichte und Gasdruck, sind die Photonenstöße gegenüber den Stoßprozessen zu vernachlässigen
und die Besetzungsverteilung ist allein durch die Teilchenbewegung
gegeben - und die ist nur temperaturabhängig.
"Thermalisierung" = Umwandlung von Strahlungsenergie, eine uralte Erkenntnis, zum Beispiel in den 40ger Jahren: Förster Resonance Energy Transfer (FRET) als photophysikalischer Effekt.
Hier ein wunderbarer moderner Vortrag (2014) eines Strahlungsmediziners und Physikers über die Ungültigkeit des "Kirchhoffschen Gesetzes":
Einstrahlung = Ausstrahlung
bei Wärmestrahlung von Pierre Marie Robitaille:
http://tinyurl.com/qe2w8go

Viel Spaß!

"Gegenstrahlung" mit Hilfe von S&B von der Temperatur der Atmosphäre abzuleiten
und das auch noch Strahlungsmessung zu nennen,
ist daher klarer wissenschaftlicher Betrug!
Ein Kriegszustand, wie jemand richtig formulierte.

mfG

37
Peter Brunkert

#17
Zitat: Gase sind also ein Sonderfall WENN SIE ÜBERHAUPT STRAHLEN und die Temperatur ist ebenso wie bei Festkörpern nur EIN Faktor, es fehlt noch der wichtigere zweite Faktor der Emessivität.
...
Kennen Sie wenigsten die Emessivität von CO2?

------

Hallo Herr Paul, den Begriff der Gasstrahlung würde es ja kaum geben wenn Gase nicht strahlen würden.

Die Emissionsgrade von CO2 (und H2O) wurden ja schon im Jahre 1942 von Hottel/Egbert durch ausgedehnte Versuche ermittelt.
Siehe auch das Skript der Uni Magdeburg http://www.ovgu.de/isut/TV/Download/Kapitel_8_Waerme-_und_Stoffuebertragung.pdf, S.817.
Oder man guckt in die Wärmetafeln des VDI.

38
Manfred Oellien

#19 Katrin Meinhardt und Dr Paul. Ich schließe mich dem an, machen Sie weiter.Das was Sie erläutern klingt einfach näher an der Realität. Mfg

39
Katrin Meinhardt

#17: Sehr geehrter Herr Dr. Paul, ich darf Sie daran erinnern, (1) Ihr (angeblich aus Österreich stammender) Gegner beherrscht die wissenschaftliche Diskussion EINDEUTIG nicht, ist also ein Stümper, und (2) er wird irgendwelche Aufputschmittel zu sich nehmen, anders ist seine krank(haft)e Überheblichkeit nicht sinnvoll zu erklären.

(Einige) Beweise (aus Österreich):

"[...] haben sie das noch immer nicht kapiert?"

"Was für ein nebensächliches Gelaber und noch dazu falsch. Kaufen sie Literatur und lesen sie." [Gilt natürlich nie für ihn!]

"[...] dass kann doch nicht so schwer sein, hmmm?"

"[...] schon aufgewacht?"

"[...] es tut mir leid, aber ihr Niveau ist so tief, dass man nicht treffender antworten kann." [Verbunden (!!) mit einer dreisten Lüge.]

Abschließend ist zu sagen: Es ist Kriegszustand. Wir befinden uns längst im Krieg. Und unsere Gegner stehen kurz vor dem Nervenzusammenbruch, weil diese nicht punkten können.

Mit sehr freundlichen Grüßen

P.S.: Weitermachen, verehrter Herr Dr. Paul. 🙂

40

ach Paul, sie sind so einfach zu widerlegen, dass ich mir das sogar neben dem TV Programm als leichte Übung vor dem Pennen gehen noch antue, als aufgepasst, Herr "Experte":

Paul:
"1.)Entweder "thermalisiert" dieses CO2 den 15 µm -Anteil der Rückstrahlung der Erdeoberfläche (=Erwärmung) und transportiert diese Wärme mit Hilfe der Schwerkraft nach oben (Konvektion"...

hahaha, der war schon mal super: mit Hilfe der Schwerkraft nach oben...super Paul!

"oder es thermalisiert nicht (=keine Erwärmung!) und strahlt selbst, beides geht nicht glewichzeitig,"

gleich was? naja, sie meinten wohl gleichzeitig. Wie auch immer, sagt ja keiner, es gibt aber auch unten genügend CO2 Moleküle, welche IR Strahlung abgeben, haben sie das noch immer nicht kapiert?

"die Energie kann nur einmal verwendet werden (1.HS)"

Wirklich Paul, das sagt der 1. HS? Lesen sie nochmals nach, ok?

"2.) Emission von "Wärmestrahlung" ist überwiegend ein "Oberflächeneffekt". Innerhalb eines festen oder flüssigen Körpers (=direkter Molekülkontakt) strahlt es nicht, sondern Wärme wird geleitet."

Was für ein nebensächliches Gelaber und noch dazu falsch. Kaufen sie Literatur und lesen sie.

"Gase sind also ein Sonderfall WENN SIE ÜBERHAUPT STRAHLEN"

Paul, merken sie sich: alle Körper strahlen bei T größer 0K, dass kann doch nicht so schwer sein, hmmm?

"N2, O2, Argon hat zusammen (=über 99% der unteren Atmosphäre)"

Paul, wir reden von IR aktiven Molekülen, schon aufgewacht?

" 3) Hinzu kommt bei Strahlungsenergie noch die Frage der Masse und der Energiequelle."

Na so was, und?

"Das hat Gerlich mal für 1m3 "Luft" ausgerechnet."

sensationelle Leistung, ich denke, dass haben vor dem Akrobaten Gerlich schon Mittelschüler vor 100 Jahren ausgerechnet.

Dr. Paul, es tut mir leid, aber ihr Niveau ist so tief, dass man nicht treffender antworten kann.

41

#11: Kurt Boem meint:
-----
Von hier aus entweicht keine CO2 Strahlung ins All, sie wird davor thermalisiert und immer wieder absorbiert wie auch emittiert. Das erwärmt die Luft, wie wir alle wissen und da alle Körper nur nach einer Variablen "strahlen" (T) bestimmt die T die Strahlungsleistung. Naturgegeben ist diese in großer Höhe wesentlich geringer als am Boden.
-----
das ist FALSCH, abgesehen von dem untauglichen Argument "wie wir alle wissen" 🙂

1.)Entweder "thermalisiert" dieses CO2 den 15 µm -Anteil der Rückstrahlung der Erdeoberfläche (=Erwärmung) und transportiert diese Wärme mit Hilfe der Schwerkraft nach oben (Konvektion),
oder es thermalisiert nicht (=keine Erwärmung!) und strahlt selbst, beides geht nicht glewichzeitig,
die Energie kann nur einmal verwendet werden (1.HS)

2.) Emission von "Wärmestrahlung" ist überwiegend ein "Oberflächeneffekt". Innerhalb eines festen oder flüssigen Körpers (=direkter Molekülkontakt) strahlt es nicht, sondern Wärme wird geleitet.
Gase sind also ein Sonderfall WENN SIE ÜBERHAUPT STRAHLEN und die Temperatur ist ebenso wie bei Festkörpern nur EIN Faktor, es fehlt noch der wichtigere zweite Faktor der Emessivität.

N2, O2, Argon hat zusammen (=über 99% der unteren Atmosphäre) eine Emessivität von 0, emittieren also ganz sicher nichts (kein Dipol).
Kennen Sie wenigsten die Emessivität von CO2?

3) Hinzu kommt bei Strahlungsenergie noch die Frage der Masse und der Energiequelle.
Das hat Gerlich mal für 1m3 "Luft" ausgerechnet.
Das würde sich in Sekunden diabatisch abkühlen,
tut es nur nicht.

mfG

42

#13: Lieber Günter Heß, was wollen Sie uns denn mit den beiden links sagen?
(der 2. funktioniert bei mir nicht)

Der Hinweis auf den "Hohlraumstrahler" (= "schwarzer Körper")
ist ja gerade der Schlüssel für die physikalisch grob fehlerhafte CO2-Treibhaus-Theorie und damit auch für den Begriff der "Klimasensitivität" wie in #12 erklärt.

mfG

43
Katrin Meinhardt

#13: Günter Heß, Warum gibt es den Fachbereich Philosophie?

a. Einer Ihrer angegebenen Links funktioniert nicht?
b. Welches Problem wollen Sie damit lösen?
c. Was machen Sie, wenn der verehrte Herr Dr. Gerhard Stehlik viel mehr als Sie gelesen hat? Und auch mehr verstanden (hat)?
d. Haben Sie jemals ein Buch über Wirtschaftswissenschaft lesen wollen und dürfen?

MfG

P.S.: Der Fachbereich Philosophie ist älter als der Fachbereich Physik. Die Philosophie liest und verdaut den (!) gesamten (!) Stoff der Physik und spuckt dann aus, was davon noch zu verwenden wäre. Ein schreckliches Fach und von vielen gefürchtet. Und ja, Planwirtschaft ist viel gefährlicher als CO2, Treibhaus und so weiter. 🙂

Und es gibt noch einen anderen Bereich der Wissenschaft, der über der Philosophie thront. 🙂 Und davor hat die Philosophie Angst. Denn, viele heutige Philosophen sind gar keine mehr. Alles rot-grün verseucht. Alles? Fast alles.

Sie glauben zuviel, verehrter Herr Heß. Die Kathedrale des Wissens ist gigantisch. Alle Aussagen müssen verarbeitet werden. Und dies beherrscht richtig angewandte Philosophie ausgezeichnet. Die Physik allein kann das nicht. 🙂 Und Science-Skeptical auch nicht. 😉

44

@ #11 Pseudonym K. Boem

"Erst in der Stratosphäre wird CO2 zu dem, was sie beschreiben: ein "Kühlmittel" und das wird auch gemessen!"

Wie wäre es

45
Günter Heß

Lieber Herr Stehlik,

lesen sie sich doch einfach die folgenden beiden Kapitel zur Energiebilanz durch.

http://tinyurl.com/o8rk7jl

http://tinyurl.com/octbe4w

Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß

46

Selbstverständlich ist der Begriff "Klimasensivität" von CO2 physikalischer Unsinn.
Er klingt nur physikalisch.
Das beginnt schon mit dem Wort "Klima", wie lässt sich das denn als physikalische "Formel" definieren?

Geht man jetzt statt dessen auf den physikalisch korrekten Begriff der Temperatur,
ergeben sich sofort neue Fragen:
Temperatur von WAS und WO.
Denn Temperatur ist kein extensiver Wert (Begriff), also nicht messbar als Menge von Energie.
Wärme ist dagegen wie Energie selbst ein extensiver Wert und deshalb "austauschbar" mit Energie. Und Vermehrung von Wärme benötigt eine Energiequelle, ein unlösbares Problem für alle Treibhausvertreter.

"Klimasensitivität" von CO2 ist daher eher ein Scheinbegriff, der auf einer Theorie (Modell) beruht.
Deshalb sehr "praktisch" (für Treibhausvertreter),
weil die wichtigste Frage,
ob die Temperatur der Erdoberfläche ÜBERHAUPT von CO2 beeinflusst wird, nicht beantwortet wird, sondern nur noch über die Höhe gestritten wird, die sich mit jedem weiteren CO2-Anstieg OHNE Temperaturanstieg der 0-Linie nähern muss,
wenn nicht noch tiefer,
was aber schon wieder zu physikalisch klingt.

mfG

47

OOOO Ton Dr. Stehlik in 10!

wir haben längst verstanden, was sie meinen.
Abgesehen von den Volllaien hier, ist doch jedem längst klar, dass alle IR aktiven Moleküle in unserer Atmosphäre elektromagnetische Strahlung emittieren. Erst in der Stratosphäre wird CO2 zu dem, was sie beschreiben: ein "Kühlmittel" und das wird auch gemessen!

Gänzlich verschieden sind jedoch die Umstände in Bodennähe. Von hier aus entweicht keine CO2 Strahlung ins All, sie wird davor thermalisiert und immer wieder absorbiert wie auch emittiert. Das erwärmt die Luft, wie wir alle wissen und da alle Körper nur nach einer Variablen "strahlen" (T) bestimmt die T die Strahlungsleistung. Naturgegeben ist diese in großer Höhe wesentlich geringer als am Boden.

Vielleicht sammeln wir bei EIKE einmal etwas Geld, damit sie sich von wirklich ausgezeichneten Meteorologen, welche ja gleichzeitig sehr gute Physiker sein müssen, ein paar Stunden Nachhilfe leisten können. Wie wäre es bei Lennart Bengtsson oder Richard Lindzen? Oder sind die ihrer Meinung nach auch zu blöde, zu laienhaft, hmm?

48
Dr. Gerhard Stehlik

Autoren wie Kommentatoren sollten eigentlich alle gemeinsam wissen, dass es in den exakten Wissenschaften Physik, Chemie und Biologie den Begriff Klima-Sensitivität nicht gibt. Was CO2 real beeinflusst, ist die Leitfähigkeit für Energie vor allem für elektromagnetische Energie, etwas vereinfacht, aber für Laien etwas anschaulicher, könnte man sagen für elektrischen (statt elektromagnetischen) Wechselstrom mit einer Frequenz von 10Exp13 Hertz statt von 50 Hertz.
Da die elektrische Leitfähigkeit des CO2 vor allem bis ins Weltall sehr viel größer ist als die von jeder anderen Chemikalie, ist es das wichtigste Kühlmittel der Erde. Seine CS an der Erdoberfläche liegt aber aus anderen Gründen (Die Ladekapazität von elektrischem Strom entspricht einem Porsche, schnell, aber fast leer; aufsteigender Wasserdampf ist langsam aber ein Supertanker für Energie.) maximal bei -0.9°C bei 720 ppm CO2.
www.Gerhard-Stehlik.de

49
Thorsten Hanusch

hahaha (Greg House):

"Verehrte Autoren,
Sie sind wohl nicht ganz auf dem Laufenden. Diese Klimasensitivität wird aus dem sog. "Treibhauseffekt" abgeleitet, der physikalisch völlig unmöglich ist"

Könnte den Greg mal wer aufwecken?

Warum man es hier überhaupt zulässt, wenn irgendwelche anonymen Nonames Foren mit Müll eindecken und solche Kommentare nicht sofort unter SPAM in den Müll kippt, ist wohl eine überzogene soziale Ader...

Aber witzig war es, ich musste echt laut lachen, bei dieser stattlichen Überzeugung. Echt geil irgendwie..."sie sind nicht auf dem Laufenden...hahahaha

50

Horst Lüdecke, Klaus-Eckart Puls: "Die KS von CO2 alleine beträgt aufgrund physikalischer Strahlungs-Gesetze nur etwa 1 Grad."
=============================

Verehrte Autoren,

Sie sind wohl nicht ganz auf dem Laufenden. Diese Klimasensitivität wird aus dem sog. "Treibhauseffekt" abgeleitet, der physikalisch völlig unmöglich ist. Dinge können sich nicht an der von ihnen abgegebenen Wärme weiter erwärmen. So eine Art Wärme-Recycling kann zu keiner Temperaturerhöhung führen, das ist schon mal rein mathematisch unmöglich. Zu Erinnerung, laut dem IPCC und Klimawissenschaft soll die Oberflächentemperatur (um 33°C) höher sein, als die maximal mögliche von der Sonne induzierte.

Dass der "Treibhauseffekt" in der Klimawissenschaft weitgehend akzeptiert ist, ist schon ein Skandal. Schlimmer noch, seit 3-4 Jahrzehnten wird dieser Unsinn noch für politische Zwecke missbraucht. Sehr traurig.

Was es bezüglich CO2 wirklich gibt ist dass es die Wärmekapazität der Luft vernachlässigbar ändert, in den aktuellen Konzentration so im Bereich 0,001°C. Und dass es ein Teil der Sonneneinstrahlung nicht durchlässt. Dass wäre aber alles. Aber bitte, keinen "Treibhauseffekt", nicht schon wieder. Auch wenn das IPCC davon noch nicht abgerückt hat. Die Wahrheit sollte uns lieber sein.

51

@ #3 Pseudonym NicoBaecker
"Daß die Tropen bislang nicht gut in den GCM abgebildet sind, ist kein Geheimnis."

Offenbar ist es ein Geheimnis, daß die Modelle (Globale Zirkulationsodelle) in alle Bereichen keine "guten" Abbildungen der gemessenen Vergangenheit liefern. Die können weder die NAO noch die AMO abbilden, noch irgendwelche anderen natürlichen periodischen Schwankungen, wie ENSO, AO, PDO oder die des Phänomens Atlantisch-Pazifische Blockierung ... .

Wenn ein GCM bei den gemittelten Minimum-Maximum-Temperaturen jeweils eine Abweichung von ca.1K aufweist und die Niederschläge je nach Jahreszeit um bis zu 70% von der Realität abweichen, sind die Modelle wohl kaum brauchbar. Und dann können die den mittleren Temperatur- und Niederschlagsgradienten zwischen dem 100 Längengrad West und der US-Ostküste ebenfalls nicht abbilden. Das gilt zunächst für ECHAM5 und das GFDL-Modell.

Die GCM sind in keinster Weise korrekt validiert worden.

52

@ Ulrich Walter in #2,

warum so wütend?

Wenn sie lesen würden, was ich und andere schreiben, dann müsste ihnen zumindest in meinem Fall aufgefallen sein, dass ich die AGW Alarmisten kritisiere und durchaus skeptisch bin.
Ich bin auch froh, dass hier endlich wieder einmal ein Artikel kommt, welcher sehr interessant ist und nichts mit sg. Verschörungsgelaber zu tun hat. Leider wird man aber genau hier bei EIKE zu oft und speziell im Kommentarbereich mit völlig unnötigen Behauptungen konfrontiert, welche dann die eigentliche Diskussion des Artikel nicht mehr zu lassen.

53

@ #1 G. Heß
"Gut auch, dass sie klarstellen, dass Klimamodelle ihren wissenschaftlichen Wert haben. "

Der ist aber schlichtweg arg begrenzt. Zudem ist der Begriff "Klimamodell" falsch. Es handelt sich um Simulationsmodelle der Globalen Zirkulation = GCM.

Sicher helfen Sie das komplexe Erd-Ozean-Atmosphäre-System besser zu verstehen, nur eines können Sie nicht: Das mittlere Wetter (Klima per Definition) in der Zukunft vorhersagen.

Eine wesentliche Entdeckung, die in diesem Zusammenhang mittels GCM gemacht wurde, ist die Erklärung des Dustbowl, der - wenn sich das Phänomen wiederholt (ist sogar sehr wahrscheinlich!) - die Ernährung der Weltbevölkerung gefährden könnte, wenn man keine Vorsorge betreibt. Hier der Link zur Publikation:
http://tinyurl.com/p33xpjj

Man sieht vor allem eines: Die Dürren (hier der Dustbowl) in den USA haben nichts mit der "Erwärmung" zu tun, die die HadCrut-Daten aufweisen.

54

"Das ist bei Klimamodellen anders, daher ist eine saubere und verifizierbare Programmierung unter Berücksichtigung möglichst aller physikalisch wirkenden Faktoren so wichtig."

Der Irrglaube eines Chemikers an die Programmierkünste der Meteorologen.

So wie der Herr Chemiker sich bei der Rentabilität seiner Windmühlen vertan hat, vertut er sich auch bzgl. der Möglichkeiten der sog. "Klimamodelle", die letztendlich nichts Anderes sind als abgespeckte Vorhersagemodelle. Der Mann ist ein Scharlatan, der wahrscheinlich noch icht einmal weiß, worauf die Globalen Zirkulationsmodelle basieren undan welchen Stellschrauben die Modellierer drehen (müssen), damit im Mittel dann die Ergebnisse für die bekannte Vergangenheit halbwegs stimmen.

Würden sich die Herren mal mit dem Vergleich des Outputs mit der Realität in kontinentaler Größenordnung befassen, würden die sehr schnell feststellen können, daß die GCM noch sehr weit von der "gemittelten" Realität entfernt sind.

55

Ein interessantes paper. Daß die Tropen bislang nicht gut in den GCM abgebildet sind, ist kein Geheimnis. Wie man in Abbildung 5 gut sehen kann - auch dies ist nichts Neues - bleiben die Auswirkungen eines IRIS Effekts aufs gesamte Klimasystem moderat. Die Auswirkung bewegt sich ja schließlich innerhalb der Streubreite der CMIP5-Ensemble Ergebnisse ohne expliziten IRIS- Effekt.
Also ändert sich grundsätzlich die vom IPCC angegebenen Spannbreite der ECS nicht. Es bleibt die Hoffnung, dass solche detaillierteren GCMs dann langfristig diese Spannbreite verringern, und man die ECS genauer als heute angeben kann.

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Ulrich Walter

mal sehen wie lange es dauert bis die AGW-xxxxxxx-Honks (Hilfsarbeiter ohne nennenswerte Kenntnisse) aka Forenxxxxx Fischer, Baecker, Diele, Innerhofer/Boehm uswusw aus ihren dunklen, kalten Höhlen gekrochen kommen, um zu plärren: Es wird kälter, weil es wärmer wird!

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Günter Heß

Lieber Herr Lüdecke,
Danke für den Artikel.
Ja das ist interessant, dass Mitarbeiter des Max-Planck Institutes den „IRIS“ – Effekt von Lindzen jetzt unterstützen, nachdem er ja schon angeblich „diskreditiert“ war. Das zeigt wie stark die Politik die Klimaforschung durchsetzt.
Hier das Zitat http://tinyurl.com/okbka63 mit online Zugang zumindestens wenn man Readcube installiert.

Die Klimasensitivität von 1°C bedeutet aber ja auch, dass CO2 auch in der Troposphäre Richtung Erdoberfläche emittiert, CO2 zwar Teil des Kühlssystems der Atmosphäre ist, aber eine Konzentrationserhöhung unter troposphärischen Bedingungen dafür sorgt, dass es an der Oberfläche und in der Troposphäre wärmer wird.
Auch verletzt der Treibhauseffekt nicht den 2. Hauptsatz.
Es ist gut einen Artikel auf EIKE zu lesen der das klar stellt, denn die Kommentare hinterlassen ja oft einen anderen Eindruck.

Gut auch, dass sie klarstellen, dass Klimamodelle ihren wissenschaftlichen Wert haben.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß