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Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten

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Thomas Heger wrote:
> 
> Am 15.03.2023 um 08:28 schrieb Peter Mayer:
> > Am 14.03.2023 um 07:15 schrieb Thomas Heger:
> >
> >>
> >> Die aufegnommene Energie bewirkt interne Schwingungen des CO2-Moleküls.
> >> diese gibt das Molekül in fast allen Fällen sofort wieder ab, indem es
> >> IR-Photonen aussendet.
> >
> > In den unteren Atmospärenschichten ist die mittlere freie Weglänge der
> > Luftmoleküle so klein, dass die angeregten CO2 Moleküle ihre Energie
> > vorwiegend über Stöße abgeben bevor sie wieder abstrahlen könnten. Sie
> > können allerdings neben der Strahlung auch durch Stöße wieder angeregt
> > werden. Erst in einigen km Höhe wird die Atmosphäre so dünn, dass dort
> > die Strahlung überwiegt und diese auch von anderen Treibhausgasen nicht
> > mehr absorbiert wird. In dieser Schicht haben wir dann ein Gleichgewicht
> > zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und abgegebener Wärmestrahlung der
> > Erde. Dies Schicht hat dann auch im Mittel eine Temperatur von -18 Grad
> > wie die Stephan-Boltzmann Gleichung vorgibt.
> >
> >> Aber ein (kleiner) Teil der aufgenommenen Energie verbleibt im Molekül
> >> und kann dann die umgebende Luft erwärmen.
> >>
> >> Diese Energieabgabe des CO2-Moleküls an die umgebende Luft ist der
> >> eigentliche Beitrag des CO2 zur Klimaerwärmung, da der abgestrahlte Teil
> >> ja wieder diffus abgestrahlt wird und daher nicht zur Erwärmung der Luft
> >> führt.
> >
> > Der eigentliche Beitrag zur "Klimaerwärmung" ist, dass aus bodennahen
> > Schichten die Strahlung auch den Erdboden trifft (s. Gegenstrahlung).
> > Rein energetisch betrachtet dürfte aus der Sonneneinstrahlung die
> > Erdoberfläche im Mittel nur ca.-18 Grad betragen, sie beträgt aber im
> > Mittel ca. +15 Grad. Das (+15 Grad) bewirkt, dass die Erdoberfläche mehr
> > Energie abstrahlt als sie von der Sonne bekommt. Die Differenz zwischen
> > tatsächlich von der Erde abgestrahlten Energie und der eingestrahlten
> > Sonnenergie ist die Gegenstrahlung, die aus dem Treibhauseffekt der
> > Atmosphäre resultiert.
> >
> >>>> Jetzt kann ein mehr an CO2 also überhaupt nur nachts einen Effekt
> >>>> bewirken, weil am Tag die Sonne scheint und deren Strahlen nicht gut
> >>>> mit
> >>>> dem CO2 interagieren.
> >>> Du hast mal wieder überhaupt nicht verstanden, dass es beim
> >>> Treibhauseffekt um die Strahlung der warmen Erdoberfläche geht,
> >> Das hatte ich sehr wohl verstanden und auch so geschrieben.
> >>
> >> Allerdings hatte ich gemeint, dass die Abstrahlung von Wärme der Erde
> >> ins All nur Nachts eine relvante Rolle spielt, da am Tag die Sonne das
> >> Geschehen beherrscht.
> >
> > Der Erdboden strahlt tagsüber nicht schwächer als nachts. Und wenn Du
> > eine Bilanzierung über die Strahlungsströme und die dadurch verursachte
> > Erwärmung machen willst, geht es gar nicht, wenn Du von einer wichtigen
> > Komponente (hier Gegenstrahlung) 50% einfach wegfallen lässt. ...
> 
> Natürlich nicht.
> 
> Aber es dürfte klar sein, dass am Tag mehr Strahlung von der Sonne kommt
> als vom Boden.

Das haengt vom Sonnenstand ab, dort wo die Sonne flach steht ist es auch 
tagsueber umgekehrt, ueber dem Golfstrom im Herbst und Winter ist auch den ganzen
Tag so, Die Waerme wird da aus anderen Quellen geliefert, aus der Luft oder dem Wasser.


> 
> Vom Boden kommt die direkt reflektierte Strahlung und die vom Boden
> ausgehende IR Strahlung, die auf der Erwärmung des Bodens beruht.
> 
> Die direkt reflektierte Strahlung wird noch in etwa die
> Frequenzverteilung der einfallenden Strahlung haben und nur die
> Erwärmung des Bodens erzeugt das IR, welches ggf. das CO2 in der Luft
> erwärmt.
> 
> Jetzt ist dieser IR-Anteil natürlich kleiner als die einfallende
> Strahlung von der Sonne, da ja noch andere Effekte erzeugt werden als
> Erwärmung des Bodens.
> 
> Meiner Meinung nach müßte die Energie der vom Erdboden emittierten IR
> Strahlung SEHR viel kleiner als die des Sonnenlichts sein, da es ja das
> Sonnenlicht ist, was den Boden erwärmt.
> 
> Wenn man nun die Energiebilanz mit dem Sonnenlicht bzw. dem damit
> verbundenen Energiestrom beginnt, dann wird man erstmal die Dämpfung der
> einfallenden Strahlung durch die Atmosphäre berücksichtigen müssen.
> 
> Dann hat man Albedo des Bodens zu berücksichtigen und kommt so auf die
> reflektierte Strahlung.
> 
> Die vom Boden absorbierte Energie wird teilweise für dessen Erwärmung
> sorgen. Und ein Teil dieser Energie wird in Form von IR im passenden
> Bereich des Spektrums vom Boden ausgesandt und kann dann mit dem CO2
> interagieren.
> 
> Nur dieser Energiebetrag geht in die Rechnung (für das Klima) ein, da
> die Dämpfung des Sonnenlichts auf dem Weg von der Sonne zum Erdboden ja
> eine Dämpfung darstellt und keine Verstärkung.
> 
> Bei den Frequenzen ist CO2 ziemlich wählerisch und absorbiert nur ganz
> wenige und genau bestimmte Frequenzen.
> 
> Wenn man jetzt alle diese Faktoen multiplikativ verknüpft, also die
> jeweilligen zu berücksichtigenden Anteile multipliziert, dann dürfte ein
> eher kleiner Energiebetrag übrig bleiben.
> 
> Davon sollen etwa 50% eine Rückstrahlung des CO2 auf die Erde bewirken.
> 
> (Hier müßte man dann noch den Anteil des CO2 an der Luft berücksichtigen
> und den obigen Betrag mit 400 ppm multiplizieren.)
> 
> Diese Rückstrahlung bedeutet nun, dass um diesen Energiebetrag der
> Erdboden stärker erwärmt wird als wenn es kein CO2 gäbe in der Luft.
> 
> Aber hier wäre der wirklich relavante Einfluss auf den Erdboden
> natürlich NICHT dieser eher kleine Betrag der Rückstrahlung, sondern die
> sehr viel stärkere Sonnenstrahlung, welche sozusagen das Geschehen
> dominiert.
> 
> >>> welche von CO2 und anderen Treibhausgasen absorbiert wird. Ob die
> >>> Wellenlänge der Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre dabei zur Anregung
> >>> des CO2 geeignet ist oder nicht, ist dabei nebensächlich.
> >> Das CO2 absorbiert die Strahlung der Sonne überhaupt nicht, sondern wird
> >> in einem gewissen Frequenzbereich des langwelligen IR zu internen
> >> Schwingungen angeregt.
> >
> > Das CO2 absorbiert auch tagsüber die von der Erde abgestrahlte Energie
> > in dem Wellenlängenbereich in dem es Absorptionsbande hat unabhängig
> > davon ob CO2 sichtbares Licht absorbiert.
> >
> >> Die aufgenommene Energie wird zum weit überwiegenden Teil sofort wieder
> >> diffus abgestrahlt. Die verbleibende Energie erwärmt erst das Molekül
> >> und dann indirekt die umgebende Luft.
> >
> > Nein. s.o.
> 
> Doch.
> 
> Ich halte die sogn. kinetische Gastheorie in diesem Zusammenhang für
> Quatsch.

Die kinetische Gastheorie ist nur eine Methode etwas theoretisch zu berechnen.
Man kann es stattdessen aber auch messen und die kinetische Gastheorie ignorieren.


>  Tatsächlich sind es interne Freiheitsgrade des einzelnen
> Moleküls, welche eine Absorption von IR durch CO2 ermöglichen.

Sicher, und selbstverstaendlich gibt es auch eine kinetische Gastheorie
die das beruecksichtigt. Du kennst offenbar nur die fuer einatomige Gase,
weil die am einfachsten zu erklaeren ist, lernt man sie als erstes.
Mehratomige Gase kommen dann als Erweiterung.

> 
> Das kann man recht eindeutig aus dem Spektrum dieser Absorption schließen.
> 
> Würde nämlich die Statistik der kinetischen Gastheorie anwendbar sein,
> dann kämme man nicht auf so schöne, saubere Muster beim Frequenzverlauf
> der Absorption.
> 
> Also wird auch das jeweils einzelne Molekül erwärmt durch Absorption und
> nicht etwa ein Ensamble von Luftmolekülen.

Ein einzelnes kleines Molekuel aus maximal einer Handvoll Atome kann man
gar nicht erwaermen,denn Waerme ist eigentlich eine Eigenschaft eines 
Ensembles von unendlich vielen Teilchen

> 
> Dieser Umstand ist hier total wichtig, weswegen ich darauf gesondert
> hinweisen möchte.

Wir haben aber z.B. in einem Liter Luft genug CO2 Teilchen 
und die naeherung zu verwenden.

> 
> Wenn nämlich interne Freiheitsgrade der einzelnen CO2 Moleküle für die
> Absorption sorgen, dann wäre die Abgabe der Wärme an die umgebende Luft
> Wärmeleitung.

Energieuebertraege gibt es wenn Teilchen zusammenstossen.
Es gibt allerdings Waermeleitung in Gasen die darauf beruht,
z.B. ist die Waermleitfaehigkeit von Helium viel groesser als die von 
Argon, weswegen Taucher die in grossen Tiefen eine Gasmischung
atmen die zum grossen Teil aus Helium besteht ihren Trockenanzug
mit einem anderen Gas fuellen, damit er besser waermt.
Wenn CO2 mit Luft vermischt ist, hat man fast perfekte Waermeleitung,
ausser es handelt sich um sehr duenne Gase wie in der Exosphaere...

> 
> Würdest du recht haben und die kinetische Gastheorie anwendbar sein,
> dann wäre die Luft selber das erwärmte Objekt und nicht das einzelne
> Molekül.

Das einzelne Molekuel ist zu klein um erwaermt zu werden, das ist aber
nicht der Punkt, man kann ja eine Statistik ueber viele CO2 Molekuele
in der Luft machen und hat dann auch Waerme.
Der Punkt ist aber dass das CO2 und die Luft gut vermischt sind,
und daher das CO2 keine andere Temperatur haben kann als der Stickstoff
oder der Sauerstoff.

> 
> Der Unterschied wäre, dass in meinem Fall die Erwärmung proportional zum
> Anteil des CO2 an der Luft wäre und in deinem Fall nicht.
> 
> Es bewirkt aber einen gewaltigen Unterschied in der Energiebilanz, ob
> man den Faktor 400 ppm nun multiplizieren soll oder nicht.
> 
> Ich meinte, dass man das müßte und dass die Wirkung des CO2 proportional
> zu seiner Menge sein wird.

Das haengt vom Experiment ab.  Wenn Strahlung einer bestimmten Wellenlaenge
(z.B. Laserstrahl) durch Luft schickt die von CO2 absorbiert wird, dann gibt es eine Laenge bei
der die haelfte der Strahlung absorbiert ist. Die Konzentration von CO2 bestimmt wie gross
diese Laenge ist, verdoppelt man die Konzentration ist die Laenge nur noch halb so gross,
also z.B. 5m statt 10m . Im einen Fall sind dann nach 100m Strecke 99,9% absorbiert , im anderen 99.95%
was von der Gesamtmenge keinen Unterschied macht..

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Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2023-03-05 07:50 +0100
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                Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2023-03-14 20:44 +0100
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                Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2023-03-19 11:24 +0100
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                Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Peter Mayer <peter@invalid.invalid> - 2023-03-18 11:04 +0100
                Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2023-03-19 07:46 +0100
                Re: Das 1,5 Grad Ziel ist nicht mehr zu halten Peter Mayer <peter@invalid.invalid> - 2023-03-19 08:48 +0100

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