Dr. Kirstein: CO2 und H2O in der Atmosphäre strahlt Strahlung in alle Richtungen ab, aber nicht Richtung Erde.
Dr. Kirstein war Professor für Geographie mit den Schwerpunkten Geoinformatik und Fernerkundung an der Universität Leipzig und wurde dort inzwischen in den Ruhestand verabschiedet. Bezüglich seiner Lehrmeinung kam es zu Kontroversen. So wurde die Arbeit eines Doktoranden abgelehnt.
Der Treibhauseffekt
Dr. Kirstein verweist in seinen Vorträgen auf ein Kinderbuch. Statt wissenschaftliche Darstellungen zu nutzen, will er am Beispiel dieses Kinderbuches zeigen, dass der Treibhauseffekt ein Irrtum sei.
Das Kinderbuch zeigt eine stark vereinfachte Darstellung. Die Quelle des Buches nennt Kirstein nicht, so dass für das Publikum unklar bleit, wie das Buch den Treibhauseffekt im Detail erklärt.
Dr. Kirstein erklärt, dass der im Kinderbuch abgebildete Vorgang nicht stimmen würde. Das Kinderbuch würde behaupten, die von der Erde abgestrahlte Wärme würde vollständig am CO2 reflektiert werden. So etwas behauptet auch kein seriöser Klimawissenschaftler. Es wird allenfalls ein Teil der Wärmestrahlung absorbiert und auch wieder abgegeben. Selbst das Kinderbuch erklärt zu Punkt 6: „Treibhausgase … lenken einen Teil der Wärme zur Erde zurück.“ Die Lehrmeinung, alles würde reflektiert, die Dr. Kirstein widerlegen will, ist von Dr. Kirstein erfunden.
Dr. Kirstein widersprecht sich auch in seiner Widerlegung:
- Zunächst behauptet Dr. Kirstein, Wärmestrahlung würde nicht in Richtung Erde gestrahlt, und nimmt den entsprechenden Pfeil aus dem Kinderbuch zurück.
falsch! - Dann behauptet Dr. Kirstein, CO2 und andere Stoffe, wie Wasser (die sogenannten Treibhausgase) können in der Atmosphäre Wärmeenergie aus Wärmestrahlung aufnehmen. Diese wird dann wieder in alle Richtungen abgestrahlt.
richtig!
Der zweite Punkt von Dr. Kirsteins Aussage widerspricht seiner ersten Aussage, denn wenn die Wärmestrahlung von einem Molekül in alle Richtungen abgestrahlt wird, dann strahlt etwa die Hälfte der Wärmestrahlung dieses Moleküls in Richtung Weltraum und die andere Hälfte in Richtung Erde. Das ist deutlich mehr als nichts.
Würde Dr. Kirsteins These stimmen und diffuse Streuung nicht in Richtung Erde gestrahlt werden, wären auch Wolken für das menschliche Auge unsichtbar, wenn wir in den Himmel blicken.
Dr. Kirstein stellt die Frage:
„Natürlich kann CO2 oder auch H2O, kann hier [in der Atmosphäre] Energie aufnehmen durch diese Rückstrahlung [die von der Erdoberfläche kommt], aber […] warum soll es zurück kommen zur Erde?“Weil…
Dr. Kirstein beantwortet die Frage unmittelbar im nächsten Satz:
„Es geht in alle Richtungen, diffus wird das gestreut.“
Bei „in alle Richtungen“ liegt in einer dieser Richtungen die Erde. Ein Teil der Strahlung strahlt zwangsläufig zurück zur Erde. Die Strahlung wieß ja nicht, was in der Richtung liegt, in die sie strahlt. Das ist genau so, wie wenn man Nachts mit einem Scheinwerfer in den Himmel strahlt oder auf Wolken. Wenn man den eigenen Lichtstrahl sehen kann, wird offensichtlich ein Teil des Lichts zurück zur Erde gestrahlt, man könnte es sonst ja nicht sehen.
Der Treibhauseffekt
Dr. Kirstein hätte gut daran getan, sich das ganze Bild anzuschauen, da erkennt er auch den Teil der Strahlung, der in den Weltraum zurück strahlt:
Schaut man sich die Energiebilanz der Erde an, dann fällt einem auf, dass die Vereinfachung aus dem Kinderbuch gar nicht so sehr falsch ist. Die atmosphärische Gegenstrahlung ist in Summe beinahe so hoch, wie die Wärmestrahlung der Erde. In Summe absorbierte die Atmosphäre im Zeitraum 2000…2004 etwa 531 W/m² (78+17+80+356). 396 W/m² davon aus Wärmestrahlung der Oberfläche. 333 W/m² strahlen zurück auf die Erdoberfläche. Das entspricht über 84%.
Dass mehr als 50% zurück strahlen können liegt unter anderem daran, dass die Treibhausgase sich nicht in einer Schicht befinden, sondern im gesamten Volumen der Atmosphäre. Strahlt nun Energie von unten auf Treibhausgas-Moleküle, strahlen diese 50% nach unten ab. Die 50%, die nach oben strahlen, können weitere Treibhausgas-Moleküle treffen, die strahlen dann von der verbliebenen Energie wieder 50% nach unten und 50% nach oben. In Summe kann so auch mehr als 50% der Strahlung in die Richtung abgegeben werden, aus der die Wärmestrahlung ursprünglich kam, also Richtung Erde. Je mehr Treibhausgase, desto mehr Treibhauseffekt. Das ist ähnlich wie mit dickerer Kleidung oder einer zweiten Bettdecke.
Der Treibhauseffekt beruht auf einigen wenigen Physikalischen Grundsätzen, die in der Zeit von 1824 bis 1896 entdeckt wurden. Sie bilden auch die Grundlage der Quantenphysik. Wären diese falsch, dürfte heute kein Computer funktionieren und Einstein müsste seinen Nobelpreis zurück geben.
Fazit
Dr. Kirstein versucht den Treibhauseffekt zu verneinen, mit einer Erklärung, die gerade belegt, wie er funktioniert. Dr. Kirstein erklärt:
- Wärmestrahlung der Oberfläche strahlt vom Boden Richtung Weltraum und muss dabei die Atmosphäre passieren.
- Teile der Strahlung trifft auf Moleküle von Treibhausgasen (z.B. CO2, Wasserdampf, etc.) und wird absorbiert.
- Diese Moleküle strahlen diese absorbierte Wärme wieder ab, nun aber in alle Richtungen.
- Nur noch ein Teil der absorbierten Strahlung strahlt in Richtung Weltraum, der andere Teil strahlt zurück zur Erdoberfläche.
Anm.: Hier behauptet Kirstein, der Teil Richtung Erde würde nicht Richtung Erde gehen. Warum das so sein soll erklärt er nicht.
Dr. Kirstein täuscht sein Publikum, wenn er behauptet, die „in alle Richtungen gestreute“ Strahlung würde „nicht zurück kommen in Richtung Erde“. Alle Richtungen bedeutet eben auch Richtung Erde. Kirsteins eigene Grafik ist da ehrlicher als er selbst, denn diese zeigt tatsächlich Strahlen an den von ihm eingezeichneten CO2-Molekülen in Richtung Erde.
Kirstein irrt oder täuscht massiv und das wohl wider besseren Wissens. Als Mensch mit wissenschaftlicher Ausbildung ist davon auszugehen, dass er Strahlungsgesetze kennt, die so grundlegend sind und die man zum Teil schon in der Schule lernt. Er widerspricht sich selbst, wenn er behauptet, die Strahlung, die in alle Richtungen geht, ginge sicher nicht in Richtung Erde. Kirsteins Aussage ist falsch.
Weitere Fehler
Eigentlich wollte ich es hierbei belassen. Der Vortrag von Kirstein ist eine Aneinanderreihung von Täuschungen, die Erklärung seiner Kernbotschaft, am Klimawandel sei nicht das CO2 schuld, weil das in alle Richtungen strahlt, also sicher nicht zurück zur Erde strahle [sic] ist offensichtlich falsch. Der Vortrag beinhaltet auch an der eben behandelten Stelle noch eine ganze Reihe weiterer falscher Aussagen, die ich kurz anreiße. Dr. Kirstein behauptet unter anderem:
- Dr. Kirstein behaupte, das Prinzip, dass die Atmosphäre die Abstrahlung von Wärmestrahlung behindere habe erstmals Arrhenius erkannt.
Das ist falsch.
Man kann davon ausgehen, dass ein Klimaforscher weiß, wer die Grundlagen der Klimaforschung entdeckt hat.
Den Treibhauseffekt hat der Entdecker der Gesetze zur Wärmeleitung, Jean Baptiste Fourier, 1824 erkannt. Fourier fiel auf, dass die Erde sehr viel wärmer war, als sie bei grober Abschätzung sein dürfte, wenn man die Atmosphäre als für Strahlungswärme durchsichtig annimmt. Er schloss daraus, dass es einen Effekt in der Atmosphäre geben müsse, der die Abkühlung der Erde behindert. Er konstatierte, dass die Atmosphäre sehr „gut transparent“ für sichtbares Licht ist, was den Boden und die unteren Atmosphärenschichten wärmt. Für die durch die Erwärmung des Bodens und der Atmosphäre emittierte Infrarotstrahlung ist sie jedoch nicht gut transparent, sodass die Wärme bodennah festgehalten wird.
Arrhenius hat 1896 erstmals errechnet, wie klimawirksam CO2 ist, nachdem John Tyndall 1862 die Wirkung der Bestandteile der Luft und von Treibhausgasen im Bezug auf Wärmestrahlung in Experimenten bewiesen und beschrieben hat. Heutige Berechnungen der sogenannten Klimasensitivität des CO2 kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Auch Arrhenius warnte in diesem Zusammenhang schon davor, dass ein zu starker Eintrag von CO2 in die Atmosphäre durch die Industrialisierung zu schwerwiegenden Veränderungen des Klimas führen könnte. Die Klimawirksamkeit von CO2 ist also schon sehr lange bekannt und wurde in dieser Zeit nicht widerlegt. Alle Arbeiten, die das behaupten, haben eklatante methodische Fehler, oder der Autor lügt einfach. - Kirstein behauptet, Robert Wood hätte den Treibhauseffekt widerlegt. Kirstein behauptet, Wood hätte belegt, dass die Gegenstrahlung nicht stattfinde.
Das ist falsch.
Das Gegenteil ist der Fall. Wood belegt denn Treibhauseffekt und quantifiziert ihn im Bezug auf den Glashauseffekt bei den Pappschachteln, mit denen er sein Experiment durch führt. In einem Glashaus/Treibhaus wirkt der Glashauseffekt (Unterbindung der Konvektion) stärker als der Treibhauseffekt (Absorptioon und Re-Emission von Infrarotlicht). Der Treibhauseffekt ist dennoch messbar.
Wood empfiehlt, sich das mal näher anzusehen und weist des Weitern im Fazit seiner Arbeit darauf hin, dass sein primitiver Versuch nicht wirklich aussagekräftig ist. Er klassifiziert seine Arbeit daher auch nicht als Studie oder Paper, sondern als Notiz.
Wood ist ein guter Indikator, um Klimalügner zu erkennen. Wer behauptet, Wood hätte den Treibhauseffekt widerlegt, der sag die Unwahrheit oder hat keine Ahnung. - Kirstein behauptet, das IR-Licht würde am CO2 und H2O etc. diffus gestreut.
Das ist falsch.
Die Aussage ist nicht ganz korrekt. Die elektromagnetische Strahlung dieser Wellenlängen wird aufgrund der elektromagnetischen Eigenschaften der Moleküle, die sie aufgrund ihrer Molekülstruktur haben absorbiert. Das Molekül gerät dabei in eine elektromagnetische Schwingung, wird aktiviert, und strahlt diese Energie wieder ab. Die Abstrahlung geschieht in alle Richtungen, wie von Kirstein korrekt angegeben. Das bedeutet auch, dass in 50% dieser Richtungen die Erde liegt, was von Dr. Kirstein bestritten wird. Er verleugnet nicht nur Physik, sondern auch simpelste Geometrie.
Treibhauseffekt ↔︎ Glashauseffekt
Man muss unterscheiden, zwischen dem Treibhauseffekt und dem Glashauseffekt bei Gewächshäusern. Hier wirken verschiedene Faktoren zur Erwärmung unterschiedlich stark. Bei Gewächshäusern wirkt vor allem die Unterdrückung von Konvektion.
Der von Dr. Kirstein zitierte Dr. Wood verglich 1909 die Erwärmung zweier schwarzer Pappschachteln unter Sonneneinstrahlung. Eine Pappschachtel war mit Fensterglas, die andere mit Steinsalz abgedeckt. Ein Thermometer maß die Lufttemperatur in den Schachteln. Steinsalz lässt im Gegensatz zu Glas auch langwellige Wärmestrahlung passieren, Glas hingegen ist für Wärmestrahlung weniger durchlässig. Es ergab sich ein Temperaturunterschied von etwa einem Grad Celsius bei einer Maximaltemperatur von etwa 55 °C.
Wood schloss daraus, dass die Unterdrückung der Wärmeabgabe durch das Blockieren der Wärmeabstrahlung durch das Glas vorhanden ist, aber beim Glashaus eine untergeordnetere Rolle spielt. Der wesentliche Anteil der Erwärmung in einem Glashaus kommt aufgrund der Unterdrückung der Wärmeabgabe durch Konvektion zustande. Die Erwärmung des Gewächshauses beruht demnach hauptsächlich darauf, dass die einfallende Solarstrahlung den Raum erwärmt und die Wärmeabgabe durch Luftaustausch mit der Außenluft verhindert wird.
Wood zweifelt an der Relevanz von Wärmestrahlung, weist am Ende seiner Veröffentlichung jedoch darauf hin, dass seine Arbeit nur sehr oberflächlich ist und allenfalls Mutmaßungen zu lässt. [Quelle: Prof. R.W. Wood, Note on the Theory of the Greenhouse]. Dr. Kirstein jedoch nimmt Woods Arbeit als Widerlegung des Treibhauseffekts, obwohl Wood selbst bestreitet, dass seine primitive Arbeit irgendwelche gezielten Schlüsse zu lässt, außer dem undefinierten Hinweis, dass man sich manchmal irren kann.
Auch dass die Kisten von Wood nur 55°C erreichten wirft Fragen auf. Normalerweise erreichen schwarze Kisten mit Glasdeckel in der Sonne deutlich höhere Temperaturen. Es wird heiss genug um Wasser und Lebensmittel zu kochen, wie es mit entsprechenden Solarkochkisten schon 1767 praktiziert wurde, über 140 Jahre vor Wood. Auch heute noch kochen Menschen mit solchen Kisten. 55 °C erreicht im Sommer bereits eine schwarze Fläche unter freiem Himmel.
Wood gibt ebenfalls noch an, dass er auch über den Kisten mit Steinsalz-Glas eine weitere Glasscheibe angebracht hat, um die Wärmestrahlung der Sonne fern zu halten. Der Versuchsaufbau ist nicht überliefert, aber dieser Umstand kann dazu geführt haben, dass auch Wärmestrahlung in diese Kiste zurück reflektiert wurde und diese damit zusätzlich aufgeheizt hat.
Woods Versuchsbedingungen sind unklar und sein einmaliger Versuch wirft viele Fragezeichen auf und kann sicher nicht als Referenz zum Verneinen des Treibhauseffekts der Atmosphäre gelten.
Auch die von Kirstein angesprochene Arbeit von Gerlich und Tscheuschner, die „Falsifizierung des Treibhauseffektes“, bezieht sich unter anderem auf Wood als grundlegende Arbeit (diese wird dort auch vollständig abgedruckt) und stützt sich auch auf weitere, fundamentale Fehler, zum Beispiel bei der Anwendung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik oder der Missachtung von Wärmekapazität.
Den Wärmedämmenden Effekt des Klimagases Wasserdampf in der Atmosphäre kann jeder leicht überprüfen. In wolkenlosen Nächten kühlt es nach Sonnenuntergang sehr schnell ab, weil viel mehr Wärmestrahlung direkt in den kalten Weltraum abstrahlt. Eine Wolkendecke behindert diese Abkühlung. Es kommt zur erhöhten Gegenstrahlung und es bleibt in Bodennähe wärmer. Genau so funktioniert der Treibhauseffekt der Atmosphäre.
Was war zuerst, CO2 oder Erwärmung?
Zu Beginn des Vortrags weist Kirstein darauf hin, dass bei einigen Erwärmungsphasen in der Vergangenheit zuerst die Temperatur stieg, dann, erst etwa 1000 Jahre später, das CO2, weil ein wärmerer Ozean weniger CO2 lösen kann.
Das ist korrekt.
Kirstein schlussfolgert daraus, dass CO2 nicht zur Erwärmung beiträgt.
Das ist falsch.
Beide Effekte sind richtig. In der Vergangenheit hat nicht unbedingt das CO2 den Beginn eines Klimawandels ausgelöst. In diesen Fällen begann zunächst eine Erwärmung (z.B. durch Schwankung der Erdumlaufbahn) und erst etwa 1000 Jahre später stieg auch der Anteil an CO2, wie von Kirstein im Vortrag dargestellt wird (z.B. weil sich die Ozeane erwärmen und dann CO2 abgeben). Erst ab diesem Zeitpunkt trägt dann das CO2 auch mit zur weiteren Erwärmung bei. Selbst wenn der auslösende Effekt bereits abgeschlossen ist und nicht weiter erwärmt, wird nun eine weitere Erwärmung durch das CO2 getrieben. Ein Temperaturanstieg von 1 °C benötigte etwa 1000 Jahre. Die Dauer der Erwärmungsphasen lag also in der Größenordnung mehrerer 1000 Jahre.
Heute haben wir eine ganz andere, viel dynamischere Entwicklung. Heute stieg die Temperatur um 1 °C in etwa 70 Jahren. Wir haben keine Erwärmungsphase, die sich über tausende von Jahren erstreckt, und bei der der CO2-Anstieg 1000 Jahre hinterher läuft. Der CO2-Anstieg eilt heute der Temperatur voraus und bildet den wesentlichen Antrieb für die Erwärmung. Die Erwärmung verläuft um Größenordnungen schneller als bei den genannten Erwärmungsphasen zuvor.
Die Temperatur der Ozeane hat im Moment auch noch nicht den Wert erreicht, bei der die CO2-Kapazität der Ozeane so gesättigt ist, dass die Ozeane bereits CO2 ausgasen würden. Noch ist sind die Ozeane eine Netto-CO2-Senke.
Wenn man mit der Vergangenheit vergleicht, dann muss man das auch vollständig tun.
Links
- Die Klimathesen
Worauf basiert der Treibhauseffekt, und kann das gelogen sein? - Geschichte der Klimaforschung
- Wikipedia: Forschungsgeschichte des Klimawandels
- Wikipedia: Treibhauseffekt
- Fourier: Mémoire sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires
- Wood: Note on the Theory of the Greenhouse
- Worldscientifik: Falsifizierung von Tscheuschner und Gerlich
- Kirstein: Klimawandel nicht durch CO2 verursacht
übersicht - jottes' gedanken 
Wer ist denn um Gotteswillen Jottes? In über 40 Jahren wissenschaftlicher Arbeit in der Klimavariabilität ist mir nie ein „Klima-Experte“ namens Jottes in der Fachliteratur begegnet. Wahrscheinlich ein grüner Ideologe. Wer sich ernsthaft auf Wikipedia beruft ist ohnehin nicht intellektuell neutral und leider voreingenommen gegen die Fakten zum Klima-Wahnsinn.
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Ja, wenn einem fachlich nichts einfällt, dann die Person angreifen… Darf ich mich jetzt geadelt fühlen?
Es tut doch nichts zur Sache, was ich wo studiert oder verfasst habe. Wenn Sie über Klima so am Thema vorbei spekulieren wie bei Namen, dann ist klar, dass da nichts Sinnvolles bei raus kommen kann.
Sie haben eben ja wieder gerade einmal nicht erklärt, warum die Erde nie in einer der Richtungen liegt, in die das CO2 und H2O abstrahlt, wo Sie doch selber angeben, dass diese Strahlung diffus in alle Richtungen erfolgt.
„Wer sich ernsthaft auf Wikipedia beruft…“ … sagt ein Mensch, der sich ernsthaft auf ein Kinderbuch beruft und selbst dort Quelle wie Angaben zur Aussage vorenthält.
Nicht nur fachlich, sondern auch in der Geschichte der Naturwissenschaften und vor allem hier der Klimawissenschaften zeigen Sie ganz offensichtlich ganz erhebliche Schwächen, wenn ich das einmal so wohlwollend formulieren darf. Ich habe ja einige Punkte in meinem Beitrag aufgeführt.
Also, bleiben Sie bitte sachlich. Ich zeige doch auch nur auf wo Ihre Argumentation erhebliche Schwächen hat und greife Sie nicht persönlich oder politisch an, z.B. als Menschen, der auch auf Plattformen auftritt, die auch Holocaustleugnern eine Bühne bieten.
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War ja klar, dass ein rechter Verschwörungsthoeretiker seine kruden Thesen weder sachlich noch überhaupt wissenschaftlich haltbar belegen kann. Über keine Antwort außer einem persönlichen Angriff muss man sich da nicht wundern.
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Das CO² ist dann zwischen 1998 und 2008 nicht gestiegen? Denn die Temperatur stieg in diesem Zeitraum ja auch nicht. Wenn das CO² daran schuld ist, dann müsste der Effekt immer da sein. … und das war er nicht.
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Wenn die genannte Gleichung falsch sein soll, wo soll sie dann falsch sein und wie muss es richtig lauten?
Natürlich ist der Effekt immer da. Genau so, wie andere Effekte immer da sind. Die Temperatur ist ja nicht nur vom CO2 abhängig. Das zeigt doch auch die Gleichung.
Hier ein Überblick über wesentliche Einflussfaktoren und deren Wirkung:
Zudem zeigt die oben hergeleitete Gleichung nur den stationären Fall, wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat. Hat man nun Effekte wie Zyklen der Sonne, oder Vulkanausbrüche, so wirken die auf die Temperatur, indem die eingestrahlte Leistung S entsprechend schwankt (Auch Luftverschmutzung (Aerosole) durch Verbrennung sorgt für weniger Sonneneinstrahlung). Ebenso haben Zyklen der Meeresströmungen ihre Wirkung. Wenn z.B. die Ozeane vermehrt Oberflächenwasser in die Tiefe ziehen, dann dauert es länger, bis die ø-Temperatur der gesamten Erdoberfläche sich entsprechend erwärmt.
Solche Zyklen kann man in der Temperaturkurve nachverfolgen. Ebenso den langfristigen Trend über Jahrzehnte. Der ist entsprechend eindeutig.
Die Leistungsbilanz des Planeten zeigt eindeutig, welche Ursache in welcher Magnitude welche Veränderungen verursachen kann. Ebenso kann man leicht messen, welche Gase welche Strahlung absorbieren. Ebenso kann man berechnen, welche Molekülstrukturen welche Bande an Wellenlängen elektromagnetischer Wellen absorbieren.
Ein CO2-Sensor in einer Klimaanlage misst das CO2, indem er den Treibhauseffekt in einem Luftspalt misst. Die Klimaanlage hört nicht auf zu funktionieren, nur weil gerade zwischen 1998 und 2008 ist.
PS. es heißt CO₂, nicht CO².
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Unter Missachtung physikalischer Gesetze( 1. und 2. Hauptsatz) kann man alles behaupten. 341W/m²
Sonnenstrahlung und 333W/m² Gegenstrahlung von CO2 bedeutet,das Luftströmung und Konvektion
sowie einfache Erhöhung der kinetischen Energie ( Schwingungen) der Moleküle keine Bedeutung haben. Dann glauben sie ihren Märchen weiter.
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Der 1. Hauptsatz sagt aus:
Die Summe der Energie ist Null.
Ein Perpetuum Mobile erster Art unmöglich.
Daraus folgt für die Erde:
Die Erde kann von und nach Extern Energie nur durch Strahlung austauschen.
Die Leistung, die aus dem Weltraum kommt und von der Erde absorbiert und damit in Wärme umgesetzt wird, ist P = (1-α)S π r² (die Leistung der Sonneneinstrahlung (S) Minus die Leistung des reflektierten Sonnenlichts (α S)). Die Leistung, die die Erdoberfläche in den Weltraum in Form von Wärmestrahlung abstrahlt, ist P = ε (σ T⁴) 4 π r² (Stefan-Boltzmann-Gesetz).
mit
α: Albedo des Planeten
S: Strahlungsleistung der Sonne, die den Planeten erreicht
ε: Emissionsgrad, 1 bedeutet keine Behinderung der Emission, kleiner 1 bedeutet Behinderung der Abstrahlung; dieser Faktor wird durch die Treibhausgase beeinflusst
T: Oberflächentemperatur Erde
r: Radius der Erde
σ: Stefan-Bolzmann-Konstante
π: Kreiskonstante
Die Erde befindet sich im stationären Fall im Strahlungsgleichgewicht mit ihrer Umgebung, dem Weltraum. Tut sie das nicht, erwärmt sie sich oder kühlt ab. Die eintreffende, absorbierte Sonnenstrahlung ist im stationären Fall also gleich der ausgehenden Wärmestrahlung (Energieerhaltung):
(1) (1-α)S π r² = ε (σ T⁴) 4 π r²
Absorbierte Sonnenstrahlung = Emittierte Wärmestrahlung des Planeten
Daraus ergibt sich, kürzt man π r² weg:
(2) (1-α)S = 4 ε (σ T⁴)
Ohne Treibhauseffekt muss man ε = 1 setzen.
Damit wäre es auf der Erde im Schnitt etwa -18°C warm.
Tatsächlich ist es aber derzeit etwa 15°C warm.
Oder anders:
Gäbe es den Treibhauseffekt mit der Gegenstrahlung nicht, dann würde die Erdoberfläche mehr Leistung abstrahlen (4 π r² σ T⁴), als auf ihr eintrifft (π r² (1-α) S). Die Erdoberfläche müsste also ein Perpetuum Mobile erster Art sein und würde damit dem 1. Hauptsatz widersprechen.
Gleichzeitig müsste die Atmosphäre Leistung, die von der Erdoberfläche ausgestrahlt wird, wirkungsfrei vernichten, denn wir können im Weltall die Strahlungsleistung messen, die der Planet ab gibt, und diese ist geringer als die Leistung, die die Erdoberfläche ab gibt. Also muss ein Anti-Perpetuum Mobile zwischen Erdoberfläche und Weltall sein, dass diese Energie absorbiert, ohne dass es eine Wirkung hat.
Das ist nun einmal sehr unwahrscheinlich.
Wir stellen fest:
Der 1. Hauptsatz gilt nur, wenn es den Treibhauseffekt gibt.
Dass es den Treibhauseffekt geben muss wissen wir seit 1824.
Bei seiner Entdeckung waren obige Methoden zur Berechnung noch nicht bekannt. Dennoch kann man klar ableiten, dass es den Treibhauseffekt geben muss. Sehr spannend nachzulesen in der Arbeit von Fourier von 1824.
====
Der 2. Hauptsatz sagt aus:
Ein Perpetuum Mobile zweiter Art ist unmöglich.
D.h. eine Wärmekraftmaschine, die durch Abkühlen der Umgebung unter die eigene Temperatur die eigene Temperatur erhöht und dabei Arbeit verrichten kann, ist unmöglich.
Dieser Hauptsatz kommt klassisch aus den Betrachtungen der Wärmeleitung.
Beim Treibhauseffekt geht es allerdings um die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Der Satz ist bei der Betrachtung von Strahlung so nicht anwendbar. Ausgesendete Strahlung kann nicht vor dem Aussenden wissen, auf welches Objekt mit welcher Temperatur sie schließlich einmal treffen wird. Die Strahlung kann also nicht im Vorfeld entscheiden, in welche Richtung sie strahlen wird. Eine Punktquelle strahlt eben einfach in alle Richtungen – wie auch Kirstein sagt. Dass Strahlung unabhängig von der Temperatur gesendet und empfangen wird, sieht man an einfachen bidirektionalen Sendeanlagen, z.B. dem Handy. Das Handy hat eine Antenne und der Sendemast hat eine Antenne. Eine der beiden Antennen ist wärmer. Dennoch kann man immer in beide Richtungen senden und empfangen. Man kann beim Handy hören und sprechen. Auch Licht, das von einer kalten Wand oder einer kalten Wolke oder von Eis und Schnee kommt, kannst du sehen, auch wenn dein Auge viel wärmer ist.
Physikleugner argumentieren üblicherweise, der 2. Hauptsatz würde nicht gelten, weil eine kältere Atmosphäre eine wärmere Erdoberfläche nicht erwärmen könne. Hieraus leiten diese dann den Trugschluss ab, es könne keine Gegenstrahlung geben. Die erwärmende Leistung kommt natürlich von der Sonne. Treibhausgase sorgen nur dafür, dass die Strahlung länger im System „Erde“ verweilt, weil sie öfter absorbiert und reemittiert wird. Das ist wie, wenn man ein Zimmer mit weißen Wänden und ein Zimmer mit schwarzen Wänden hat. Bei gleicher Beleuchtung ist es im weißen Zimmer heller, weil die Lichtstrahlen öfters durch den Raum gehen, als wenn sie von einer schwarzen Wand absorbiert werden.
Davon unberührt erwärmt eben nicht die kältere Atmosphäre den wärmeren Boden, sondern die Treibhausgase sorgen nur dafür, dass der Boden weniger stark abkühlt. Die Leistung kommt ja von der Sonne und dann von der Erdoberfläche. Wenn man die Differenz der von der Erdoberfläche ausgehenden Wärmestrahlung und der auf sie einstrahlende Gegenstrahlung bildet, hat man klar einen Überschuss der Abstrahlung. D.h. die Oberfläche gibt mehr Energie ab als zurück strahlt. Der 2. Hauptsatz wird an keiner Stelle verletzt.
==
Fazit:
Du hast recht. Kirstein missachtet physikalische Grundgesetze und behauptet entsprechend Unsinn.
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Der zweite Hauptsatz bezieht sich auf ein geschlossenes System. Das ist die Erde im Rahmen der aus- und eingehenden Strahlung nicht. Die Sonne schiebt ständig Energie nach. Das ist mitnichten vergleichbar mit einem geschlossenen System, bei dem der Strahlungsaustausch zwischen zwei Körpern einfach erstirbt, wenn sie die gleiche Temperatur haben.
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Du verwechselst geschlossenes System mit abgeschlossenem System. Davon ab gilt der 2. Hauptsatz in beiden Systemen.
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ok. die erde ist kein abgeschlossenen system. die sonne schiebt ständig energie in form von strahlung nach. also sendet die erwärmte erdoberfläche ständig strahlung noch oben, die ebenso ständig zum teil wieder zurückkommt und die erde weiter erwärmt, gemeinsam mit der sowieso eintreffenden..
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Es ist ja noch krasser. Tscheuschners (und Kirsteins) Behauptung der Treibhauseffekt verstosse gegen den 2. HS der Thermodynamik verstösst gar gegen den 1. HS der selben dessen Grundelement die Energieerhaltung ist. Laut Tscheuschner und co betrifft ist der Fluss von Warm nach Kalt nicht nur Netto sondern absolut. Also die Rückstrahlungsenergie der kühleren Atmosphäre keinen Einfluss auf die Temperatur der wärmeren Erde hätte. Da müsste eine Art Energiebarriere dann die Energie der Rückstrahlung im Nichts verschwinden lassen. Wenn ich mit ner kühlen LED Taschenlampe in einen heissen Ofen leuchten würde dürfte das Licht dort nicht ankommen nach diese Logik etc. Auch würden Wolken in der Nacht nicht bewirken dass es wärmer bleibt als bei klarem Himmel.
Oder macht euch bei mal bei plus 25 Grad nackig und mal bei minus 25 Grad. Laut Leuten wie Tscheuschner dürftet ihr bei minus 25 Grad nicht mehr frieren als bei plus 25 Grad da der Wärmefluss diesem nach absolut ist und nicht relativ! 62 Grad statt nur 12 Grad Temperaturdifferenz? Egal wenn die Temperatur des kühleren Objektes keinen Einfluss auf diesen Prozess hat solange das nur kühlere ist. Tscheuschner ist neben Kirstein einer DER „Kronzeugen“ der alternativen Medienszene ( ich mag eig. alternative Medien weil Sie nachweislich viele Lügen von Regierungen etc aufdecken, aber weil Nuoviso seit Jahren nicht auf mails antwortet wo ich sagte dass Sie bei Kirstein einen Täuscher auf dem Leim gehen und jetzt fast jede Woche mit dem nen Interview machen habe ich mein Spendenabo bei denen beendet).
Das Gerlich/Tscheuschner Gutachten ist hier ausführlich widerlegt:
Klicke, um auf Hauptseite.pdf zuzugreifen
Das ganze ist so schlecht, dass selber EIKE Chef Lüdecke sich davon distanziert und das unbrauchbar nennt. Leider unterliegen aber offenbar 95% der Zuschauer von ihm einen so starken Dunning-Kruger-Effekt dass Sie selber den brüllensten Bullshit kritiklos schlucken. Habe auf Heise/TP nur mal einen Punkt eines Vortrages von Tscheuschner rausgegriffen, es tut wirklich weh und ca 94% likes machen mir echt Angst um den Geisteszustand der Massen die das sehen:
https://www.heise.de/forum/Telepolis/Kommentare/Klimawandel-ExxonMobil-vor-Gericht/Berufs-zensiert-Ralf-Tscheuschner/posting-35479597/show/
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Zugegebenermaßen gibt es durchaus überzeugendere Wissenschaftler wie z.B. der Nobelpreisträger für Physik, Ivar Giaever
Dann schauen wir doch mal…
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Auch Herr Giaever täuscht sein Publikum, wie der aufmerksame Zuhörer leicht feststellt: https://jottesgedanken.wordpress.com/2017/01/23/nobelpreistraeger-ivar-giaever-erklaert-auf-lindauer-nobelpreistraegertagung-warum-die-klimakatastrophe-nicht-stattfindet/
Was will man auch anderes tun, wenn man den Grundgesetzen der Physik widerspricht. Man kann das nur durch Täuschung versuchen.
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Jottes, Frage an Di8ch: ich habe immer noch nicht gefressen, womit die kriminellen Typen Kirstein, Giaever und wie sie sich alle nennen, nun begründen, daß auf der Erde überhaupt ein Klima herrscht und nicht einfach solche Glut und Arktikkälte wie auf dem Mond??
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Das müssen sie nicht. Es gibt ja genug Leute, die so auf sie herein fallen.
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Laß Dich doch verblöden. Jeder kann verstehen, daß es keinen Treibhauseffekt geben kann. Kühlere Partikel, Teilchen, Gase in der Atmospähre, können doch erst Wärme zurückstrahlen, wenn sie wärmer als Ihre Umgebung geworden sind. Einfach mal selbst darüber nachdenkendenken. Selbstständiges Denkenlernen hat in unseren Schulen aber bisher keine Priorität.
Zitat: „Die Behauptung, daß sogenannte „Treibhausgase“ wie z. B. CO2 zur Erwärmung am Boden der Erdatmosphäre beitragen, steht im krassen Widerspruch zu sämtlichen bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten für Gase und Dämpfe sowie der Wärmelehre insgesamt.“
[Anm. jottes: Link zu Klima- und Physikleugner Heinz Thime entfernt]
Ja wir haben vermehrte Wetteranomalien auf unserem Planeten. Was ist aber die wirkliche Ursache dafür?
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Du verwechselst Wärmeleitung mit Strahlung. Strahlung geht in alle Richtungen, unabhängig von der Temperatur des Objekts, auf den die Strahlung irgendwann einmal trifft.
Wenn Strahlung immer nur von warm nach kalt gehen würde, wie wolltest du dann Dinge sehen, die kälter sind als dein Auge? Wolken zum Beispiel.
Dass und welche Gase Infrarotstrahlung absorbieren (und auch wieder abstrahlen) kann jedes Kind zuhause überprüfen.
Auch jeder billige CO2-Sensor funktioniert nach dem Prinzip, dass er den Treibhauseffekt in der Luft misst und daraus die CO2-Menge errechnet.
Warum lässt du dich von Thieme verblöden? Der Mensch kann ja in seinen Darstellungen („Atmosphäreneffekt“) noch nicht einmal den Strahlensatz korrekt anwenden, und das lernt man spätestens in der 9. Klasse.
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Man kann die verschiedenen Formen der Energieübertragung (Strahlung / Konvektion) auch mal ignorieren und einen ganz einfachen Vergleich anstellen:
Der Treibhausmantel um die Erde (Wasserdampf, Methan und eben auch ein kleines bisschen CO2) wirkt wie ein Isolator.
Wenn ich im Winter einen Mantel trage, dann ist der Mantel kühler als mein Körper (37°C). Trotzdem verhindert der Mantel dass ich auskühle. Er „wärmt“ mich quasi.
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Das kann man als Analogon so sehen, wenngleich beim Mantel nicht die Astrahlung, sondern die Wärmeleitung und Konvektion die entscheidenden Größen sind.
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Schon unfreiwillig komisch, dass hier einige mit Giaever kommen, den Sie in einem schönen eingebundenen Beitrag zum Klimawandel zerpflückt haben (die schaffen es nicht mal, Ihren Blog mal kurz durchzusehen). Ich bin zwar anderer politischer Meinung, aber Sie können den Klimawandel für Einsteiger gut erklären. Manche merken es einfach nicht, dass sie jegliche Glaubwürdigkeit verlieren, wenn sie nicht mit, sondern gegen die Physik argumentieren. Gegen die Energiewende kann man eine Menge vorbringen (soll hier jetzt nicht Thema sein), aber nicht gegen den menschengemachten Klimawandel.
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Hallo, es ist interessant die Erkenntnisse der „Klima-Experten“ und „Klimaleugnern“ zu verfolgen (beziehe mich aber hier nicht auf die Posteinträge). Es geben viele Studien und Erkenntnisse die den Leitmedien- Forscher widersprechen. Über das Thema „Treibhauseffekt“ gibt es viele Gegendarstellungen, die der politischen Agenda nicht in den Kram passen. Wie zum Beispiel, dass 97% der Wissenschaftler sich einig sind, dass der Klimawandel durch menschengemachten CO2-Anstieg (anthropogonisches CO2) verursacht wurde. Bei den 97 % der Befürworter von ca. 960 Wissenschaftler, wurden angeblich davon 8000 Wissenschaftler die keine Meinung bzw. Erkenntnisse haben und im IPCC (Weltklimarat) zu den 97% nicht eingerechnet wurden einfach unter den Tisch gekehrt.
Zum Beitrag „Neues wissenschaftliches Experiment widerlegt „Treibhauseffekt“!“ (22.07.2011) Prof. Nasif S. Nahle die Erkenntnissen von Robert W. Wood. Bekanntlich wird von der politischen Agenda diese Quelle von dem ich meine Infos her habe nicht anerkannt und verpönt.
[Anmerkuung Moderator: Link zu EIKE entfernt]
„Gäbe es in unserer Atmosphäre einen Treibhauseffekt, dann müsste an erster Stelle der Wasserdampf dafür verantwortlich sein. Es gibt in der Atmosphäre 600mal mehr Wasserdampf als Kohlenstoffdioxid. Diesen Faktor 600 muss man noch einmal mit 5 multiplizieren, denn die thermische Kapazität des Wassers liegt bei 4.180 joule/kg/°K gegenüber nur 840 joule/kg/°K für CO2. Wasserdampf besäße also ein 3.000mal so starkes „Treibhauspotenzial“ wie CO2. Wäre unsere Atmosphäre tatsächlich ein Treibhaus, wären die Ozeane längst verdampft“.
Quelle:
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Viele Themen über das „Treibhauseffekt“
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Bitte keine Links zu Fakenews-Seiten, die durch Unsinn die Physik verleugnen und gegen die notwendigen Maßnahmen zum Klimmaschutz agitieren.
Wenn du Robert Wood anführst, dann verlinke doch direkt zu seiner Arbeit, nicht zu Stümpern und Menschen, die zum Thema notorisch die Unwahrheit sagen.
Schaust du dir die Arbeit von Wood an, dann fällt dir auf, dass er die Wirkung des Treibhauseffekts von Fensterglas auf Pappschachteln bestätigt und quantifiziert hat (erstellt fest, der Treibhauseffekt ist vorhanden, im Glashaus überwiegt aber der Glashauseffekt). Ebenso gibt er an, dass sein Versuch zu primitiv ist, um irgend eine belastare Aussage zu machen, schon gar nicht bei der Betrachtung des Treibhauseffekts bei Planeten.
Wood ist ein schönes Beispiel, wie man Klimaleugner erkennen kann. Jeder, der auf Wood entsprechend verdreht verweist, sagt die Unwahrheit. Diese Leute und Webseiten kannst du dann schon mal als unseriös beisete legen.
Zu deinem Zitat von Jacques Henry, wenn es denn authentisch ist:
Schon in dem Zitat kannst du erkennen, dass der Mensch keine Ahnung davon hat, wovon er redet. Er vermischt dann einfach einmal schnell Strahlung mit Wärmekapazität und setzt Stoffmenge unterschiedlicher Stoffe mit deren Absorptionsfähigkeit von Strahlung (welcher Wellenlänge?) gleich. Das ist völliger, zusammenhangloser Unsinn in 5 Sätzen. Der ganze Beitrag besteht aus solchen wirren Verdrehungen oder ganzen Kausalverdrehungen, indem der Autor mal fluchs Wirkung und Ursache vertauscht.
Ob es einen Treibhauseffekt gibt oder nicht, kannst du mit Hilfe der Physik z.b. ganz einfach durch Analyse der Leistungsbilanz des Planeten ergründen.
Auch ohne Kenntnis der Strahlungsphysik führt eine Analyse der Temperaturen auf der Erde zu dem Schluss, dass es den Treibhauseffekt geben muss. Wie man zu dieser Erkenntnis kommt, kannst du zum Beispiel bei Fourier, 1824 nachlesen. Dem Entdecker der Naturgesetze der Wärmelehre ist das als erstem Aufgefallen. Die Treibhausgase nachgewiesen hat man 1856 und ausführlicher 1859. Damit ist der Treibhauseffekt auch durch Messung belegt.
Auch dein dritter Link führt nur zu einem Blumenstrauß wissenschaftlicher Nonsens-Beiträge und schlichten Unwahrheiten.
Warum vertraust oder verlinkst du Seiten, deren Wahrheitsgehalt du mit einfachster Physik oder Quellenanalyse als offensichtlich und auf primitivste Weise als Unwahr entlarven kannst?
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Moin,
sorry für eine Frage zu einem bereits über 2 Jahre alten Thema. Ich würde mich aber sehr über eine Antwort freuen.
Du – ich hoffe, diese „unhöfliche“ Anrede schickt sich – schreibst, dass 50 % der von CO2 wieder abgegebenen Strahlung würde die Erde wieder erreichen.
Nun ist die Erde aber – grob gesagt – ballförmig und die Strahlungsabgabe erfolgt ebenfalls in alle Richtungen. Dabei müsste doch ein geringerer Teil dieser Strahlung zurück zur Erde kommen als 50 %.
Viele Grüße
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Hallo,
die 50% sind natürlich vereinfacht. Wie du richtig bemerkst, ist die Erde gekrümmt. Mit Hilfe der Trigonometrie kann man den Effekt leicht bestimmen.
Wenn man ein Molekül in 5 km Höhe nimmt, dann sind es nur noch 49%, in 10 km Höhe 48%. Diser systematische Fehler spielt daher für die Betrachtung hier keine große Rolle.
Auch geht diese Strahlung nicht (zwangsweise) bis zum Erdoden zurück, sondern kann eenfalls wieder von einem entsprechenden Molekül absorbbiert werden.
In Summe kehrt durch diese Ping-Pong-Effekte deutlich mehr als 50% Strahlung als sogenannte „Gegenstrahlung“ zur Erde zurück.
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