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Re: 15 my liegt nicht im 'atmosphärischen Fenster'

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Am 09.07.2023 um 11:23 schrieb Klaus H.:
> Am 09.07.2023 um 09:31 schrieb Thomas Heger:
>>
>> die Sonne scheint von der
>> Erde aus betrachtet hauptsächlich in einer Richtung, während die Erde
>> Wärme ja in alle Richtungen abstrahlen kann.
>>
>>
>> Nun strahlt also auch die gesamte Kalotte des Himmels Strahlung auf die
>> Erde, während die Erde Wärme in die gesamte Halbschale des Himmels
>> abstrahlt.
>>
> fast in die ganze Schale!
>>
>> Wie sich das auf die Strahlungsbilanz auswirkt, kann ich nicht sagen.
>>
> Ganz einfach. Nehmen wir mal deine Formulierung des Stefan-Boltzmann
> Gesetzes:
>  >
>  > I = sigma * T^4
>  > Dabei ist I die Strahlung eines schwarzen Strahlers in [W/m²].
>  >
> Wie man an der Einheit (pro qm) sieht, ist das eine Intensität. Um die
> Leistung P in Watt zu bekommen, muß also noch mit der Fläche
> multipliziert werden.
>
> P=sigma * F * T^4
>
> Verwenden wir für die Einstrahlung den Indes 1 und für die Ausstrahlung
> den Index 2, bliebe die Temperatur T2 der Erdoberfläche konstant, wenn

Ich meinte, dass die Temperatur über den Tag (offensichtlich) NICHT 
konstant wäre.

Vereinfacht soll also die Sonne die Erdoberfläche am Tag erwärmen und 
diese Wärme soll in der Nacht wieder abgestrahlt werden.

Der Wärmetransport von der Tag auf die Nachtseite geschieht dabei durch 
die Erdrotation.

Das stimmt natürlich nur teilweise, da die Erde auch am Tag Wärme 
abstrahlt, soll aber mal als Vereinfachung taugen.

Am Tag gäbe es demnach nur Einstrahlung vom Himmel auf die Erdoberfläche 
und Nachts nur Abstrahlung von der Erdoberfläche ins All.

Beide Wärmeströme müssen näherungsweise gleich sein, da ansonsten die 
Bodentempreaturen ja 'weglaufen' würden. Aber im Mittel bleiben die 
mittleren Temperaturen konstant (Jahreszeiten werden vorerst mal ignoriert).


> Sigma * F1 * T1^4 = Sigma * F2 * T2^4
>
> Die Flächen gibt man hier sinnvollerweise in einem Bogenmaß an. Die
> Himmelskugel hat dann die Fläche von 360Grad*360Grad, wovon die Sonne
> etwa ein halbes Grad mal halbes Grad einnimmt (für Nachkommastellen
> siehe die Wikipedia).


Das sehe ich nicht ganz so, da die Erdoberfläche nicht nur von der Sonne 
direkt beleuchtet wird, sondern vom gesamten Himmel, allerdings mit sehr 
unterschiedlicher Intensität.

Man kann das wahrscheinlich irgendwie messen und wird dann die mittlere 
am Boden ankommende Strahlungsintensität rausbekommen.

Jedenfalls kann man nicht einfach nur die Sonnenscheibe als 
Strahlungsquelle nehmen.

> Die gesuchte Gleichgewichtstemperatur T2 der Erdoberfläche ergäbe sich
> durch Auflösen folgender Gleichung nach T2 (den Ausdruck Sigma, der nur
> Naturkonstanten enthält, habe ich schon rausgekürzt.
>
> (0.5)^2 * 5500^4 = 360^2 * T2^4
>>
>> Allerdings ist 5500 K auch die 'Farbtemperatur' des gesamten Himmels und
>> nicht nur der Sonnenscheibe.
>>
> Das ist falsch. Fast der gesamte Rest des Universums strahlt auf die
> Erde mit einer Temperatur von 3K; ein Term 360^2 * 3^2 oben auf der
> linken Seite wäre aber wegen des Faktors 3^2 vernachlässigbar, ebenso
> der Beitrag von Planeten und Sternen (mit T>3K) von der (winzigen)
> Fläche, die sie auf der Himmelskugel einnehmen.


'Der Himmel' ist nicht das gleiche wie 'das All'.

Unter 'Himmel' verstehen wir üblicherweise alles oberhalb von uns 
selber, wenn wir auf dem Boden stehen.

Wir sehen dabei hauptsächlich die Atmosphäre von unten und teilweise das 
entferntere All.

Die Atmosphäre leuchtet nun auch selber und wandelt UV etc. von der 
Sonne und aus anderen Quellen in sichtbares Licht und ggf. IR um.

Jetzt muß man die am Boden ankommende Strahlungsmenge insgesamt 
betrachten und kann sich nicht auf die direkt von der Sonne in gerader 
Linie kommenden Strahlen beschränken.



>> Aber sicher ist, dass durch die Erdrotation die am Tag aufgenommene
>> Wärme in der Nacht tatsächlich wieder abgestrahlt wird.
>>
>> In diese Interaktion mischen sich nun Wolken, Regen und Spurengase und
>> -stoffe ein und fischen Wärme aus dem enormen Wärmestrom, welcher tags
>> von der Sonne zur Erde strömt und nachts von der Erde ins All.
>>
> Da fängt Klimatologie überhaupt erst an.


Sicher, aber das IPCC berücksichtigt Wolken in den Modellen überhaupt 
nicht (genausowenig wie die Erdrotation).


TH

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