Wie ist der Treibhauseffekt definiert und gibt es ihn wirklich?

Der Treibhauseffekt wurde 1824 durch Jean Baptiste Joseph Fourier postuliert. Fourier hat zuvor die Gesetze der Wärmelehre formuliert / entdeckt. Er hat bei seiner Forschung festgestellt, dass die Erdoberfläche wärmer ist als zu erwarten wäre und kam zu dem Schluss, dass die Atmosphäre eine Eigenschaft haben muss, die das Abstrahlen der Wärmestrahlung behindert, Luftschicht für Luftschicht. So seine Schlussfolgerung. So ähnlich wie eine Solarkochkiste den Abtransport von Wärme behindert. Aus dieser Glaskiste, seiner Analogie-Erklärung, wurde das Wort Treibhauseffekt. Aber der Reihe nach.

Fourier definiert 1824 den Treibhauseffekt wie folgt:

„c’est ainsi que la température est augmentée par l’interposition de l’atmosphère, parce quela ehaleur trouve moins d’obstacle pour pénétrer l’air, étant à l’état de lumière, qu’elle n’en trouve pour repasser dans l’air lorsqu’elle est convertie en chaleur obscure.“

Auf Deutsch:

„So wird die Temperatur durch die Einfügung der Atmosphäre erhöht, weil die Hitze in der Form von Licht weniger Hindernis findet um die Luft zu durchdringen als wenn sie auf dem Rückweg [in den Weltraum] in der Form von dunkler Hitze [unsichtbare Infrarotstrahlung] die Atmosphäre durchquert.“

Mit „dunkle Hitze“ ist die Wärmestrahlung gemeint, für das menschliche Auge nicht sichtbar, daher „dunkel“. Heute sagen wir Infrarotlicht oder Infrarotstrahlung oder Wärmestrahlung dazu.

Fourier sagt also, die Temperatur an der Oberfläche wird erhöht, wenn die Atmosphäre sichtbares Licht leichter hindurch lässt als Wärmestrahlung, bzw. dass die Luft Wärmestrahlung mehr behindert als sichtbares Licht.

Im Anschluss daran geht Fourier in seiner Arbeit auf die tiefe Erdwärme ein und erklärt warum diese für die Betrachtung der Temperatur an der Erdoberfläche vernachlässigbar ist. Die Energie der Erdwärme ist einfach um Größenordnungen zu gering.

Welche Anteile in der Luft die Abstrahlung von Wärmestrahlung behindern, hat man 1856 und 1859 bis 1862 experimentell festgestellt, wobei die Experimente von Tyndall, ab 1859, deutlich präziser waren und mit diesen kein Zweifel mehr bestand.

Versuchsaufbau von John Tyndall, 1861. Mit dieser Anordnung hat Tyndall die Eigenschaften von Gasen bezüglich Wärmestrahlung untersucht und damit die Treibhausgase identifiziert, die Wärmestrahlung absorbieren oder reflektieren und damit dem Auskühlen des Planeten entgegen wirken. Kurz: er hat die Treibhausgase und deren Treibhauseigenschaften identifiziert, Wasserdampf, CO2, Methan und andere.

Dass Wärmestrahlung und Licht nichts anderes sind als elektromagnetische Wellen wurde auch erst später klar, so dass man dann auf die Erkenntnisse von James Clerk Maxwell und den Maxwell-Gleichungen aufsetzen konnte. Mit Hilfe des Kirchhoffschen Strahlungsgesetzes (1859), dem Stefan-Boltzmann-Gesetz (1884) und dem Wienschen Verschiebungsgesetze (1893) konnte man den Treibhauseffekt berechnen. Svante Arrhenius hat 1896 damit als einer der ersten untersucht, wie sich eine Erhöhung von CO2 auf die Temperatur auswirken würde und wie lange ein solcher Effekt anhalten würde.

Arrhenius berechnet 1896 die Klimasensitivität. Unter Klimasensitivität versteht man das Verhältnis von CO2-Anstieg und Temperaturanstieg. Dabei stellt er fest, dass man bei fortschreitender Industrialisierung den CO2-Ausstoß im Auge behalten und rechtzeitig auf alternative Energiequellen umsteigen muss.

1900 wurden diese Gleichungen zur Strahlung von Max Planck im Planckschen Strahlungsgesetz vereint. Dabei stellte er fest, dass dieses nur dann korrekt sein kann, wenn die Welt nicht analog ist, sondern digital. Die Geburtsstunde der Quantenphysik. Albert Einstein konnte 1915 mit seiner Arbeit zum photoelektrischen Effekt die Richtigkeit der Quantenphysik beweisen. Für diesen Beweis gab es den Nobelpreis. Für die daran anschließend formulierte Relativitätstheorie nicht.

Max Planck, 1911, im Hintergrund das Plancksche Strahlungsgesetz. Deren Herleitung gilt als die Geburtsstunde der Quantenphysik.

Wer den Treibhauseffekt leugnet, muss also elementare Grundlagen der Physik für falsch erklären, insbesondere alles was mit Licht, Funk, Wellen, Elektrizität und der Quantenphysik zu tun hat, und er muss erklären wie es gelang unsere Technik zu erfinden, wenn diese Physik, auf deren Grundlage unsere Hochtechnologie aufbaut, doch falsch sein soll. Ebenso muss dann erklärt werden, wie sich die Temperatur von Planeten einstellt, ohne dass der Planet ein Perpetuum Mobile darstellt und zusätzlich Energie produziert, und wo diese zusätzliche Energie hin geht, da sie im Weltraum nicht an kommt. Aber mehr dazu und wie man den Treibhauseffekt in der Physik berechnen und nachweisen kann, in einem anderen Artikel, disem hier.

Quellen:

• Fourier, 1824: Mémoire sur les températures du globe terrestre et des espaces planétai
• Burgess, englische Übersetzung von Fourier: On the Temperatures of the Terrestrial Sphere and Interplanetary Space
• Arrhenius – ON THE INFLUENCE OF CARBONIC ACID IN THE AIR UPON THE TEMPERATURE OF THE EARTH – 1897PASP____9___14A