Treibhauseffekt – zum selber rechnen

6 Gedanken zu “Treibhauseffekt – zum selber rechnen”

  1. Nehmen wir den Treibhauseffekt mal als gegeben hin. Die eigentliche Frage ist doch welchen Anteil daran dass CO2 hat. Und dass sollte man doch physikalisch nachweisen können.
    D.h. wenn die Erde x% der reinkommenden Energie wieder abstrahlt, dann hat diese Abstrahlung eine definierte Energie, welche durch Wasserdampf, CO2 etc. absorbiert wird. Grob sollte von dieser abgestrahlten Energie 0,04% dem CO2 zugeordnet werden und 0,4% dem Wasserdampf. Praktisch sicher noch weniger, da CO2 nur eine bestimmte Wellenlänge dieser Energie absorbiert und von dieser absorbierten Menge wiederum nur 50% zur Erde zurückkommen.
    Das Ergebnis müsste doch eine klare Energiemenge sein, welche Jahr für Jahr weniger in das All abgegeben wird und dieses Delta über mehrere Jahre addiert ergäbe die Temperaturänderungen. Wenn meine Überlegung nun so einfach ist, dann kann man diese doch exakt berechnen.
    Dieses Delta hat nun natürlich viele weitere Auswirkungen (mehr Wasserdampf, Erdoberfläche Wälder, usw.). Als Ausgangsbasis würde mir das aber für weitere Überlegungen helfen.

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    1. Du hast die Energieerhaltung nicht verstanden.

      Im stationären Fall ist die Einstrahlung immer gleich der Abstrahlung.

      Der Treibhauseffekt behindert nun die Abstrahlung.
      Es muss also von der Erdoberfläche mehr Strahlung abstrahlen, damit wieder 100% der Einstrahlung im Weltall ankommen werden.

      Das bedeutet, die Erdoberfläche muss entsprechend wärmer werden, da die Abstrahlung der Oberfläche von deren Temperatur abhängig ist.

      Beispiel: Der Emissionsgrad sei 61%, d.h. 61% der Strahlung der Oberfläche erreichen den Weltraum. Dann muss die Oberfläche um 64% stärker strahlen, als bei einem Emissionsgrad von 100%. D.h. die Oberflächentemperatur muss sich entsprechend um etwa 13% erhöhen.

      In der Zeit, in der eine solche Anpassung der Temperatur erfolgt, ist dann natürlich die Leistungsbilanz nicht ausgeglichen.

      Der Wasserdampf bleibt nicht eigenstabil in der Atmosphäre. Das Wasser regnet recht schnell wieder ab. Ohne weitere, langfristig in der Atmosphäre verbleibender Treibhausgase würde der Wasserdampf also abnehmen, die Temperatur nimmt ab, was zu noch weniger Wasserdampf führt. (Wolken haben einen Anteil von 0,004% an der Atmosphäre, und wie wir wissen eine erhebliche Wirkung auf Temperatur und Wetter)

      Hat man hingegen ein langfristiges Treibhausgas in der Luft, wie das CO2, so führt das zur Erwärmung. Das wiederum führt zu mehr Wasserdampf, so dass sich eine gewisse Verstärkung einstellt. Man kann sich das vielleicht ein bisschen wie einen Transistor-Verstärker vorstellen. Der Hauptstromfluss geht zwar über Kollektor und Emitter, aber ohne Stromfluss über die Basis kommt dieser schnell zum Erliegen.

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      1. Nun ist mein kompletter Kommentar beim Absenden verloren gegangen und ich muss alles noch mal neu schreiben. Ich hoffe, ich finde all meine Gedanken wieder 🙂

        Ob Wasserdampf eigenstabil ist oder nicht, spielt doch keine Rolle, wenn im Mittel immer 0,4% Wasserdampf in der Atmosphäre sind.
        Auch hat CO2 sicher einen Anteil auf die Energieabstrahlung der Erde ins All. Was ich aber gerne wissen würde, ist die genaue Energie, welche durch 400ppm zurückgestrahlt wird.

        Was du mit Energieerhaltung meinst, verstehe ich nicht. Prinzipiell geht Energie nicht verloren. Doch muss diese doch nicht zwangsweise wieder abstrahlen, sondern kann doch auch auf der Erde bleiben. Energieerhaltung muss doch nicht bedeuten, dass alle Energie, welche ich auf einen Körper abgebe sofort wieder zurückfließen muss. Das kann auch zeitversetzt in vielen Jahren geschehen. Halt wie bei einem Akku.

        Aber mal eine andere Behauptung, welche ich noch mit keinem diskutieren konnte.
        Wenn wir sämtliche benötigte Energie durch Solar erzeugen, dann erhöhen wir doch die Absorptionsmenge. Will sagen, dass ohne Solar die Energie einfach wieder reflektiert wird und mit Solar wir diese speichern. D.h. also erstmal wir geben mit Solar weniger Energie ab als reinkommt. Wenn wir nun diese gespeicherte Energie vereinfach zum Heizen nutzen, dann erwärmen wir die Erde auch und dies CO2-neutral. In Summe ist dann also die Ursache der Erwärmung zu viele Menschen mit einem zu großem Energiehunger. Und dies völlig egal wie wir die Energie erzeugen.

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        1. Die 0,4% würden ja sinken, wenn der Dampf abregnet. Damit sind es weniger als 0,4%. Damit weniger Treibhauseffekt. Damit weniger warm. Damit weniger Verdunstung. Damit weniger Dampf in der Luft, etc. pp.

          Der Wasserdampfgehalt würde deutlich absinken, da er sich nicht selbst erhalten kann.

          Energieerhaltung:

          Würde immer etwas mehr Energie auf der Erde bleiben, würde sie immer wärmer, bis sie wärmer wäre als alles im Universum, und dann würde sie immer noch immer wärmer, bis sie mehr Energie besitzen würde, als das Universum. Das kann aber nicht sein.

          Körper streben danach, mit Ihrer Umgebung im Gleichgewicht zu sein.

          „Kleine Mengen“ vorübergehenden Ungleichgewichts hatte ich ja angesprochen.

          Solarenergie:

          Eine Solarzelle hat eine Albedo von etwa 0,3. Das entspricht der durchschnittlichen Albedo der Erde. Auch ein Hausdach hat etwa 0,3. D.h. der Einfluss auf die absorbierte Energie ist vernachlässigbar.

          Selbst wenn das nicht so wäre, ist der Beitrag sehr gering, da im Vergleich zur Erdoberfläche recht wenig Solarfläche benötigt wird. Dazu kommt, dass die Natur CO2 ggf. entsprechend weiter herunter regeln würde. Das dauert aber Jahrhunderte oder Jahrtausende. Daher 1896 die Erkenntnis, dass eine Energiewende zwingend notwendig ist. Ist erst einmal zu viel CO2 in der Luft, hat man sehr lange ein sehr ernstes Problem.

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  2. Wenn ich Sie recht verstehe, beschreiben Sie nichts anderes als ein Fließgleichgewicht.
    Eine Badewanne mit offenem Stöpsel füllt sich bei ausreichend hohem Volumenstrom aus dem Wasserhahn so lange, bis die zunächst steigende Höhe der Wassersäule den Volumenstrom über den Abfluss auf exakt den Wert des Zuflusses ansteigen lässt.
    In diesem Modell ist der Zufluss die Sonneneinstrahlung, der Fluss über den Ablauf die Abstrahlung in das All und der Wasserstand die Oberflächentemperatur. Durch geringe Veränderungen am Durchmesser des Ablaufes ließe sich eine deutliche Veränderung am Wasserstand bewirken (hier also vergleichbar mit dem sog. Treibhauseffekt).

    Zwei Dinge sind mir aufgestoßen:
    1. Die im Text nicht belegte Setzung „S schwankt natürlich um 0,1%.“
    Ist dies in einer Ihrer Quellen belegt? Dann bitte ich um Entschuldigung. Falls nicht, müssen Sie dies nachholen, denn sonst ist der ganze Text wertlos.
    2. An keiner Stelle wird auf den tatsächlichen Anteil des CO2 am Treibhauseffekt eingegangen. Eine Quantifizierung der Energieabsorption durch CO2 erscheint mir unerlässlich, fehlt aber leider.

    Nicht im Text, aber in der ganzen Diskussion grundsätzlich fragwürdig:
    3. Es wird, z.B. in der Diskussion um sog. Kipppunkte, immer so getan, als ob es sich hier um ein System mit ausschließlich positiven Rückkopplungen handelt. Ein solches System ist jedoch instabil und zerfällt unmittelbar nach Entstehung wieder. Das ist beim „System Klima“ offenkundig nicht der Fall. Erdhistorisch hatten wir Phasen mit 6000 ppm CO2 und mehr (warum eigentlich?).
    Auch ist nicht nur Kalkstein ein langfristiger CO2-Speicher. Kohle, Öl und Gas sind ja genau das. Und auch die (real feststellbare und ihrerseits wiederum im Fließgleichgewicht mit der CO2-Konzentration stehende) Zunahme an Vegetation speichert CO2.

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    1. Ganz kurz, weil spät ist:

      zu 1. muss ich dann ggf. nachholen
      zu 2. die genaue Quantifizierung zu CO2 ist nichttrivial
      zu 3. Die meisten Feedbacks sind tatsächlich positiv

      Ein entscheidendes Feedback ist negativ. CO2 wird hauptsächlich durch Einlagerung in Form von Kalkstein in den Erdmantel aus dem Kohlenstoffkreislauf entfernt. Dieser Prozess ist temperaturabhängig. Je höher die Temperatur, desto mehr CO2 wird entfernt. Dieser Mechanismus hält den CO2-Level bzw. die Temperatur in unserer Klimaphase konstant in einem lokalen Systemgeleichgewicht – wenn man nicht mehr CO2 zu führt, als der Prozess regeln kann.

      Die Speicher Kohle, Öl und Gas sind vernachlässigbar, wenn man das mit der Menge an Kalkstein vergleicht. Vegetation ist immer ein temporärer Speicher. Nach dem Tod der Pflanze landet das Gas in der Regel wieder in der Luft.

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