THEMA:

Quantifizierung der Primärwirkung des anthropogenen CO2


Auf den Planeten Venus und Mars überdeckt die Klimaaktivität von CO2 jede weitere atmosphärische Klimaaktivität, so dass sich für die Primärwirkung von CO2 und dessen Rückstrahlung eine obere Grenze berechnen lässt. Andere erwärmende Faktoren sind vernachlässigbar klein. Und kühlende Faktoren gehen in die sphärische Albedo ein. Es gibt dort auch keine nennenswerten Sekundärwirkungen, so dass auf Venus und Mars die Klimaaktivität von CO2 identisch ist mit dessen Primärwirkung, die sich als unmittelbare Temperaturerhöhung auswirkt. Deshalb lassen sich Rückstrahlung und Temperaturerhöhung des anthropogenen CO2 sowohl mit den Daten von der Venus als auch mit den Daten vom Mars kalibrieren. Beide Datensätze liefern übereinstimmend für das anthropogene CO2 eine Erhöhung der Globaltemperatur um maximal 0,017K. Damit ist die Hypothese widerlegt, dass das anthropogene CO2 der wichtigste Verursacher des aktuellen Klimawandels wäre.


Bekanntlich emittiert die Oberfläche eines Planeten IR-Licht. Der Anteil R dieses emittierten IR-Lichts, der durch CO2 zurückgestrahlt wird, also die CO2 bedingte IR-Albedo der Atmosphäre, lässt sich gemäß einer von mir durchgeführten Herleitung über bekannte Gesetze der Physik berechnen. Hierbei handelt es sich um das Lambert-Beer´sche-Gesetz [1], das bzgl. seiner Temperaturabhängigkeit erweitert worden ist.

(I) R = 1 - EXP (K * C / T4)

hierbei ist K = -6,6E4 K4m2/Mol eine Materialkonstante von CO2
C ist die CO2-Menge einer Atmosphärensäule in Mol/m2
T ist die Oberflächentemperatur des Planeten in K. Hierbei muss die Oberflächentemperatur zunächst geschätzt werden.

Aus der Rückstrahlung R kann die Oberflächentemperatur berechnet werden. Konvergieren geschätzte und berechnete Temperatur war die Schätzung korrekt.

An der obersten Atmosphärenschicht sind die Verhältnisse sehr einfach zu formulieren. Es folgt gemäß der Strahlungsgesetze für die vom Planeten absorbierte Strahlung B+:
B+ = 0,25*Sk*(1-sA)
mit Sk = Solarkonstante auf der Planetenbahn
sA = sphärische Albedo für Sonnenlicht

Die Strahlung B- die den Planeten verlässt ist:
B- = (1-R) * Eg * SBK * T4
mit Eg = Emissionsgrad der Planetenoberfläche
SBK = Stefan-Boltzmann-Konstante 5,6704E-8 Wm2/K4

Im energetischen Fließgleichgewicht gilt B+ = B- und für die Temperatur der Oberfläche des Planeten:
(II) T = [0,25*Sk*(1-sA) / ((1-R)*Eg*SBK)] 0,25

(II) trifft auf alle Himmelskörper zu, deren Höchsttemperaturen am Tag und Tiefsttemperaturen in der Nacht um nicht mehr als ca. 20% vom Mittelwert abweichen. Dabei kann die nur geringe Temperaturschwankung durch eine dichte Atmosphäre verursacht werden, oder durch eine schnelle Drehung des Himmelskörpers um sich selbst, oder durch eine große Wärmeleitfähigkeit seines Oberflächenmaterials bei großem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.
Konvergieren die in (I) geschätzte Temperatur und die in (II) berechnete Temperatur, war die Schätzung richtig.


Herleitung von (I)

Man kennt aus dem Lambert-Beer´schen Gesetz die logarithmische Abhängigkeit des nicht-absorbierten (transmittierten) Lichts von der Menge absorbierender Moleküle.

Aus dem Energieerhaltungssatz folgt, dass das absorbierte Licht gleich der Summe ist aus emittiertem Licht und abgegebener Wärme durch Stöße. Es ist unwichtig, ob das Sonnenlicht die Planetenoberfläche in derselben spektralen Verteilung erreicht, wie von der Sonne emittiert, oder in Form von IR-Strahlung, oder die Planetenoberfläche durch Konvektion erwärmt wird. Die Wolkendecke der Venus emittiert mehr IR-Licht nach unten als nach oben, so dass im Sinne der Berechnung einer Obergrenze diese IR-Emissionen vernachlässigt werden können.

Der Anteil der Rückstrahlung ist 1 minus Anteil des nicht-zurückgestrahlten (transmittierten) Lichts.

Im Zähler des Exponenten ist also eine Materialkonstante mit negativem Vorzeichen und die CO2-Menge einer Atmosphärensäule.

Was muss noch berücksichtigt werden? Man weiß, dass die Wechselwirkung umso größer ist, je größer die von der Planetenoberfläche emittierte Lichtmenge im korrespondierenden Frequenzband des Gases ist. Genauer ausgedrückt geht es im Fall von CO2 um die Strahldichte im Bereich 13-17E-6m, sowie 4-5E-6m, sowie … Zum Glück ist es nicht so kompliziert, denn wie man gleich sehen wird, kürzt sich die Lage und Intensität der Absorptionsbanden aus Zähler und Nenner heraus.

Was muss noch beachtet werden? Man weiß, dass die anteilige nicht-zurückgestrahlte Lichtmenge umso größer ist, je kleiner das Verhältnis der korrespondierenden Frequenzbänder zur gesamten Strahlung der Oberfläche als Schwarzer oder Grauer Strahlers ist. Es steht also die Wechselwirkung der korrespondierenden Frequenzbänder einmal im Zähler und einmal im Nenner des Bruchs.

Bisher steht im Zähler des Exponenten eine Materialkonstante mit negativem Vorzeichen und die CO2-Menge einer Atmosphärensäule. Und im Nenner steht die Gesamtabstrahlung der Oberfläche des Planten. Diese ist proportional der Temperatur hoch 4. Weitere Faktoren werden in die Materialkonstante gezogen.

Was muss noch beachtet werden? Die Molekülschwingungen sind umso stärker angeregt, je höher die Temperatur der Atmosphäre ist. Und je stärker die Schwingungen bereits angeregt sind, umso weniger wechselwirken sie mit Strahlung. Aber ein Gas, das wie CO2 oder z.B. H2O, in den korrespondierenden Frequenzbändern schon in dünnen Schichten vollständig absorbiert, emittiert nach den Regeln für optisch dicke Schichten aus der gleichen Schicht wie ein Schwarzer Strahler. D.h. das genannte Problem ist vernachlässigbar.


Berechnung der CO2-Menge einer Atmosphärensäule

Die Berechnung wird hier exemplarisch für die Marsatmosphäre gezeigt. Die Masse einer Atmosphäre pro m2 beträgt Druck/Beschleunigungskonstante, hier für die Marsatmosphäre mm [2]
mm = 6,36E2Pa / 3,69 m/s2 = 172,4 kg/m2
Um dies in Mol/m2 umzurechnen, muss zunächst die mittlere Molmasse der Gasmolekeln berechnet werden. Im Fall der Marsatmosphäre liegen vor: CO2, Molmasse 44,01E-3 und Konzentration 0,96, N2, Molmasse 28,01E-3 und Konzentration 0,02, sowie Ar, Molmasse 39,95E-3 und Konzentration 0,02. Dadurch ergibt sich eine durchschnittliche Molmasse der Gaspartikel von
0,96 * 44,01E-3 + 0,02 * 28,01E-3 + 0,02 * 39,95E-3 = 0,04361kg/Mol
Dies entspricht
172,4kg/m2/ 0,04361kg/Mol = 3,953E3 Mol/m2
Die CO2-Konzentration beträgt 0,96, d.h. über 1m² Marsoberfläche befindet sich eine CO2-Säule von 3,80E3 Mol/m².

Entsprechend berechnet man mit den Daten der Venus [3], Oberflächengravitation: 8,87m/s2, Druck: 92 bar, Zusammensetzung Atmosphäre: CO2 0,965, N2 0,035: Über 1m² Venusoberfläche befindet sich eine CO2-Säule von 2,28E7 Mol/m².

Entsprechend berechnet man mit den Daten der Erde: Über 1m² Erdoberfläche befand sich 1880 (280ppm) eine CO2-Säule von 99,9 Mol/m² und 2016 (403ppm) 144 Mol/m².


Überprüfung von (I) und (II) bzgl. der Daten von Venus und Mars

Es wird im Folgenden die zuvor genannte Berechnungsmethode der durch CO2 bedingten Rückstrahlung und der daraus resultierenden Temperaturerhöhung bzgl. Venus und Mars überprüft.

Von der Venus sind folgende Daten bekannt [3]:
CO2-Säule C: 2,28E7 Mol/m²
Solarkonstante Sk: 2601,3 W/m2
Sphärische Albedo sA: 0,77
Emissionsgrad Eg: 0,9988
Temperatur ohne Rückstrahlung: 226,6K
Temperatur an der Oberfläche: 737K

Diese Daten liefern bei 749,02K gemäß (I) für die IR-Albedo der Atmosphäre 0,99161 und gemäß (II) eine Temperatur von 749,02K. Dies ist die Temperatur, bei der die geschätzte und berechnete Temperatur konvergieren. Sie liegt im Sinne einer Obergrenze deutlich über dem gemessenen Wert von 737K ist aber größenordnungsmäßig akzeptabel.

Vom Mars sind folgende Daten bekannt [2]:
CO2-Säule C: 3,80E4 Mol/m²
Solarkonstante Sk: 586,2 W/m2
Sphärische Albedo sA: 0,25
Emissionsgrad Eg: 0,996
Temperatur ohne Rückstrahlung: 209,8K
Temperatur an der Oberfläche: 210K

Diese Daten liefern bei 216,16K gemäß (I) für die IR-Albedo der Atmosphäre 0,10854 und gemäß (II) eine Temperatur von 216,16K. Dies ist die Temperatur, bei der die geschätzte und berechnete Temperatur konvergieren. Sie liegt im Sinne einer Obergrenze deutlich über dem angegebenen Wert von 210K.

Es muss jedoch mitgeteilt werden, dass die zurzeit als gültig betrachte mittlere Oberflächentemperatur des Mars sehr wahrscheinlich auf einem Fehler beruht, der immer wieder übernommen wird. Goback-Maschinen der in [2] zitierten Seite liefern für die Temperatur ohne Rückstrahlung 216,6K und mit Rückstrahlung nur 210K [4]. Dies ist physikalisch unmöglich. Hier sind offenbar die beiden Werte vertauscht worden.

Für eine Vertauschung der beiden Temperaturwerte und einer aktuell fehlerhaften Angabe spricht auch der aktuelle Report des Marswetters [5]. Am 25.10.2020 am Elysium Planitia (3°N, minus 3000m, 720 Pa) betrug gemäß InSight die Tageshöchsttemperatur 268,8K und die niedrigste Temperatur 177,8K. Die mittlere Temperatur also etwa 223,3K. Am 04.11.2021 am Gale Crater (5,4°S, minus 4500m, 738 Pa) betrug die Tageshöchsttemperatur 255K und die niedrigste Temperatur 197K. Die mittlere Temperatur also etwa 226K. Beide Messpunkte liegen nah am Äquator. In beiden Fällen war der Druck mit 720 Pa, bzw. 738 Pa auch deutlich über dem Literaturwert von 636Pa, so dass eine mittlere Temperatur von 216,6K sehr glaubhaft ist, eine von 210K jedoch nicht. Ältere Literatur gibt zumeist eine mittlere Temperastur von 218K an [6]. Damit liegt die gemäß (I) und (II) berechnete Temperatur von 216,16K vermutlich ganz dicht unter dem korrekten Wert, ist aber auf jeden Fall größenordnungsmäßig richtig.


Berechnung der Klimaaktivität des anthropogenen CO2

Von der Erde sind folgende Daten bekannt [2],[3]:
CO2-Säule C (1880, 280ppm): 99,9 Mol/m²
CO2-Säule C (2016, 403ppm: 143,7 Mol/m²
Solarkonstante Sk: 1361,0 W/m2
Sphärische Albedo sA: 0,306
Emissionsgrad Eg: 0,999
Temperatur ohne Rückstrahlung: 254K
Temperatur an der Oberfläche: 288K

Für T muss die heutige Globaltemperatur der Erdoberfläche von 288K eingesetzt werden, weil nur diese die starke Rückstrahlung der irdischen Atmosphäre berücksichtigt. Es ergibt sich im Jahr 1880 eine CO2 bedingte IR-Albedo der Atmosphäre von 0,958E-3. Daraus resultiert gemäß (II) eine Globaltemperatur von 254,1595K. Dies ist die Temperatur die die Erde hätte, sofern die 280ppm CO2 der einzige klimaaktive Faktor der irdischen Atmosphäre wäre.

Entsprechend ergibt sich im Jahr 2016 eine CO2 bedingte IR-Albedo der Atmosphäre von 1,378E-3. Daraus resultiert gemäß (II) eine Globaltemperatur von 254,1862K. Dies ist die Temperatur die die Erde hätte, sofern die 403ppm CO2 der einzige klimaaktive Faktor der irdischen Atmosphäre wäre.

Es fand also durch das anthropogene CO2 eine Erwärmung um maximal 0,027K statt, sofern man von keiner Überlagerung durch H2O ausgeht. Tatsächlich ist die Erwärmung noch etwas kleiner, da H2O und CO2 beide in der Frequenzbande 13-17E-6m wechselwirken.

Man kann den Effekt aber durch bekannte irdische Messungen berücksichtigen. Die Klimaaktivität der Atmosphäre erhöht die Temperatur der Erde um 34K [2],[3]. Diese Temperaturerhöhung ist über die Wärmekapazitäten und -leitfähigkeiten des Erdbodens und der Atmosphäre direkt mit einem Energiefluss verknüpft. Ebenso ist die Rückstrahlung der Atmosphäre direkt mit einem Energiefluss verknüpft. Man kann also die 34K mit der Rückstrahlung der irdischen Atmosphäre und den zuvor berechneten Werten für die IR-Albedo von 0,958E-3 bzw. 1,378E-3 gemäß der Onsager´schen Reziprozizitätsbeziehungen linear in Beziehung setzen [7].

Die Rückstrahlung der irdischen Atmosphäre ist aus Messungen bekannt [8]. An der Erdoberfläche werden an Wärme absorbiert 161 W/m2 von der Sonne, sowie die atmosphärische Gegenstrahlung von 333 W/m2, in der Summe 494 W/m2.

Die Erdoberfläche gibt an Wärme ab 396 W/m2 durch Strahlung, sowie 80 W/m2 durch Verdunstung, sowie 17 W/m2 durch Konvektion an die kalte Atmosphäre, in der Summe 493 W/m2. Damit ergibt sich eine irdische IR-Albedo bei durchschnittlich bedecktem Himmel von 333/396 = 0,8409.

Wenn eine IR-Albedo von 0,8409 eine Temperaturerhöhung von 34K verursacht, dann bewirkt eine Erhöhung der IR-Albedo von 0,958E-3 für das CO2 im Jahr 1880 eine Temperaturerhöhung von 0,0387K, bzw. eine IR-Albedo von 1,378E-3 für das CO2 im Jahr 2016 eine Temperaturerhöhung von 0,0557K. Durch das anthropogene CO2 hat sich die Globaltemperatur also maximal um 0,017K erhöht. Das ist die physikalisch bedingte Primärwirkung des anthropogenen CO2. Dieses hat jedoch auch eine biologisch bedingte Wirkung. Bäume emittieren umso mehr Kondensationskeime für kühlende, mittelhohe Wolken, je mehr CO2 die Atmosphäre enthält. Die Gesamtwirkung des anthropogenen CO2 ist also wahrscheinlich schwach kühlend.

Aus einer Primärwirkung von maximal +0,017K kann nicht durch Sekundärwirkungen eine Temperaturerhöhung von 1,3K im Jahr 2016 entstehen, andernfalls wäre die Globaltemperatur höchst instabil. Sie ist aber im Gegenteil höchst stabil. Deshalb muss die gemessene Temperaturerhöhung von 1,3K eine andere Hauptursache haben als das anthropogene CO2.







[1] Ingle, J.D.J., Crouch, S.R. (1988). Spectrochemical Analysis. New Jersey: Prentice Hall.
[2] nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html
[3] nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/venusfact.html
[4]web.archive.org/web/19970519064747/http:...tsheet/marsfact.html
[5] mars.nasa.gov/insight/weather/
[6] www.spektrum.de/lexikon/physik/mars/9447
[7] Onsager, Lars (1931-02-15). Reciprocal Relations in Irreversible Processes, I., Physical Revie Review. American Physical Society (APS). 37 (4): 405–426
[8]www.researchgate.net/publication/2338932..._surface_perspective

Ist das nicht alles schon mal im Forum gepostet worden?
Habe jetzt nicht alles durchgelesen, aber zwei Fragen drängen sich auf:

1. Wenn das anthropogene CO2 nicht die Ursache ist, was ist dann die Ursache?
2. Sollen oder können wir die Ursache bekämpfen und so den Klimawandel aufhalten oder erträglich halten?

Oder anders gefragt: Können wir nicht trotzdem dem ungesunden Klimawandel entgegenwirken durch drastische Reduktion des emittierten anthropogenen CO2?

Wichtiger als zu wissen was die Ursache nicht ist, wäre zu erfahren, was man gegen den Klimawandel tun kann.

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Auszug aus dem "Gleichnis des Buddha vom brennenden Haus":

Bertolt Brecht schrieb:

Neulich sah ich ein Haus. Es brannte. Am Dache
Leckte die Flamme. Ich ging hinzu und bemerkte
Daß noch Menschen drin waren. Ich trat in die Tür und rief ihnen
Zu, daß Feuer im Dach sei, sie also auffordernd
Schnell hinauszugehen. Aber die Leute
Schienen nicht eilig. Einer fragte mich
Während ihm die Hitze die Braue versengte
Wie es draußen denn sei, ob es auch nicht regne
Ob nicht doch Wind gehe, ob da ein anderes Haus sei
Und so noch einiges. Ohne zu antworten
Ging ich wieder hinaus. Diese, dachte ich
Müssen verbrennen, bevor sie zu fragen aufhören.

Steinzeit-Astronom schrieb:

aber zwei Fragen drängen sich auf

Meine Frage wäre eher, ob das CO² denn gar keine Rolle spielen sollte? Aber vielleicht steht die Antwort ja schon im ersten Post, den ich noch nicht wirklich gelesen haben.

Ahja, das CO² erhöht zwar die IR-Albedo um ca 50%, und dies wirkt sich nach der Rechnung letztlich kaum aus.

Allerdings denke ich, dass die gesamte Berechnung nicht auf Zehntelgrad genau sein kann, man beachte zB die Berechnungen für die Venus

Sie liegt im Sinne einer Obergrenze deutlich über dem gemessenen Wert von 737K ist aber größenordnungsmäßig akzeptabel.

Außerdem ist das Klima der Erde mit Wasserflächen, Wolken, Eisflächen etc sicherlich deutlich komplizierter als es der einfachen Rechnung zugänglich ist.

@Steinzeit-Astronom

Im Prinzip ja, aber ich habe mich bemüht einige Literaturangaben zu aktualisieren und Argumentationslücken zu schließen.

Es liegt sehr wahrscheinlich an den Treibhauswolken, die der Flugverkehr erzeugt. Lösung: Flugverkehr einschränken, oder Elektro-Flugzeuge. Kontraproduktiv wären H2-Flugzeuge.

@Rainer Raisch

<<Meine Frage wäre eher, ob das CO² denn gar keine Rolle spielen sollte? Aber vielleicht steht die Antwort ja schon im ersten Post, den ich noch nicht wirklich gelesen haben. Ahja, das CO² erhöht zwar die IR-Albedo um ca 50%, und dies wirkt sich nach der Rechnung letztlich kaum aus.>>

Es erhöht sich nur der durch CO2 bedingte Anteil der IR-Albedo um 50% Die gesamte IR-Albedo wird nur um ca. 4,2E-4/0,8409 = 0,05% erhöht.

<<Allerdings denke ich, dass die gesamte Berechnung nicht auf Zehntelgrad genau sein kann, man beachte zB die Berechnungen für die Venus.>>

Es geht um die Anzahl der Stellen. Ich halte mich an diese DIN-Regeln
physik.thga.de/dwload/prak_unterlagen/signifikanz.pdf

Die erste führende Stelle ist mit Sicherheit genau. Und das reicht aus, um die CO2-Hypothese verwerfen zu können. Außerdem wurde eine Obergrenze berechnet, d.h. selbst wenn die erste Stelle schon unzutreffend wäre, kann man die CO2-Hypothese trotzdem verwerfen, denn die tatsächlich Erwärmung wäre dann ja noch deutlich kleiner als die angegebene Obergrenze von 0,017K.


<<Außerdem ist das Klima der Erde mit Wasserflächen, Wolken, Eisflächen etc sicherlich deutlich komplizierter als es der einfachen Rechnung zugänglich ist.>>

Es unterscheiden sich auch die Temperaturen, Oberflächen und Atmosphären von Venus und Mars deutlich voneinander. Und trotzdem trifft dieselbe Formel für die Primärwirkung des CO2 auf beide Planeten zu. Was du ansprichst sind nur Sekundärwirkungen. Die werden aber allein schon durch den Anstieg der Gesamtabstrahlung der Sonne stärker aktiviert als durch das anthropogene CO2.

Danke für diesen Beitrag, auch auf die Gefahr hin, dass man in Zeiten wie diesen gleich als klimaleugner an den Pranger gestellt wird

@borgi64er

Danke für den Zuspruch. Ich gehe aber ebenfalls von einem anthropogenen Klimawandel aus. Meiner Ansicht nach werden die Treibhauswolken, die der Flugverkehr erzeugt, mächtig unterschätzt. Es könnte aber auch an den anderen anthropogenen Treibhausgasen liegen wie CH4, N2O, FCKWs, SO2F2 u.s.w. Lediglich bzgl. des CO2 zeigen uns die von Mars und Venus bekannten Daten, dass es daran NICHT liegen kann.

Ein paar Worte zu meiner Flugverkehrs-Hypothese:

Die Globaltemperatur hat gegenüber dem Vorjahr durchgehend abgenommen. Siehe

www.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0/tlt/uahncdc_lt_6.0.txt
www.ncdc.noaa.gov/cag/global/time-series...80&endtrendyear=2021

Hier die monatlichen Abkühlungen 2021 im Vergleich zum Monat 2020.
Abkühlung in °C gegenüber dem Monat des Vorjahres
Monat NSSTC NOAA
Januar -0,30 -0,37
Februar -0,39 -0,53
März -0,36 -0,33
April -0,31 -0,25
Mai -0,34 -0,13
Juni -0,31 -0,03
Juli -0,11 +0,01
August -0,13 -0,04
September -0,20 -0,08
Oktober -0,04 +0,06

Ursache ist, dass der Flugverkehr noch immer nicht das Niveau vor der Corona-Krise erreicht hat, hat aber leider schon wieder kräftig angezogen. Deshalb die nur geringe Abkühlung ab Juli. Siehe

www.flightradar24.com/blog/wp-content/up...mercial-Flights.jpeg
www.flightradar24.com/blog/wp-content/up...-2016-June-2020.jpeg

Sieh mal hier
en.wikipedia.org/wiki/Attribution_of_recent_climate_change

Das Diagramm oben rechts zeigt, dass die rote Kurve (menschliche Treibhausgase) bis ungefähr 1970 oder 1975 oberhalb der schwarzen Kurve (Globaltemperatur) verläuft, von da an eine Zeitlang innerhalb der schwarzen Kurve und ab 2010 unterhalb der schwarzen Kurve. Alle drei Abschnitte lassen sich unter Berücksichtigung des Flugverkehrs oberhalb der Regenwolken (2000-4000m) physikalisch-logisch erklären.

Bis 1970/1975 gab es so gut wie keinen Flugverkehr in dieser Höhe. Deshalb gibt es auch keinen menschlichen Einfluss. Es hat zwar die CO2-Konzentration seit Beginn der Industrialisierung zugenommen, aber sie hat kaum Einfluss auf die Globaltemperatur. Die Spitzen in den 40-er rühren vom Flugverkehr im Krieg und den V2-Raketen (erstmals Durchbrechen der Tropopause) auf GB. Der Temperaturrückgang zum Ende des Kriegs, weil auch der kriegsbedingte Flugverkehr abnahm. Deshalb verläuft die rote Kurve über der schwarzen - der menschliche Einfluss wird überschätzt.

Zwischen 1970 und 2010 hat die CO2-Konzentration zufällig ungefähr im selben Ausmaß zugenommen wie der Flugverkehr. Deshalb verläuft die rote Kurve innerhalb der schwarzen - der menschliche Einfluss wird zufällig richtig eingeschätzt.

Ab 2010 hat der Flugverkehr auf Höhe der Tropopause schneller zugenommen als die CO2-Konzentration. Deshalb enteilt die rote Kurve der schwarzen - der menschliche Einfluss wird zu gering eingeschätzt. Hier der globale Kerosinverbrauch.

de.globometer.com/flugzeug-kraftstoff.php

Von 1990 bis 2019 stieg er also jährlich um ca. 3,3%. Der atmosphärische CO2-Gehalt steigt seit 1880 jedes Jahr um ca. 0,3%.

Zum naturwissenschaftlichen Hintergrund.
Man muss hier zwei gegenläufige Trends unterscheiden. Zunächst ist Fakt, dass es wärmer wird, und wenn es wärmer wird, wird es nasser!
Trends der Niederschlagshöhe | Umweltbundesamt
www.umweltbundesamt.de/daten/klima/trend...r-niederschlagshoehe
<<Seit 1881 hat die mittlere jährliche Niederschlagsmenge in Deutschland um rund 10 Prozent zugenommen. Dabei verteilt sich dieser Anstieg nicht gleichmäßig auf die Jahreszeiten. Vielmehr sind insbesondere die Winter deutlich nasser geworden, während die Niederschläge im Sommer geringfügig zurückgegangen sind.>>

Diese Mitteilung ist aber auch schon ein paar Jahre alt. Und die anthropogenen Höhenwolken des Flugverkehrs haben neben ihrem Treibhauseffekt eine weitere, direkt erwärmende Wirkung: Sie vermindern die kühlenden Regenwolken, was sich besonders im Sommer als Dürre bemerkbar macht.
Wie vermindern Höhenwolken die Regenwolken (auf 2000-4000m)? Ist der Himmel teilweise mit Regenwolken oder mittelhohen Wolken bedeckt, so gelangt Wärmestrahlung vom Boden durch die Lücken und erreicht die Höhenwolken. Von diesen wird die Wärmestrahlung reflektiert und trifft zum Teil von OBEN auf die Regenwolken. Die Regenwolken werden dann erwärmt und lösen sich auf.

Außerdem, Höhenwolken verringern die Differenz zwischen der Tagesmaximal- und der Nachtminimaltemperatur. Siehe
Contrails reduce daily temperature range | Nature
www.nature.com/articles/418601a
<<Our findings indicate that the diurnal temperature range averaged across the United States was increased during the aircraft-grounding period, despite large variations in the amount of cloud associated with mobile weather systems (  Fig. 2). We argue that the absence of contrails was responsible for the difference between a period of above-normal but unremarkable DTR and the anomalous conditions that were recorded.>>

Außerdem, Höhenwolken adsorbieren kosmische Kondensationskeime, zumeist Mikrometeoriten, die besonders im Sommer für die Bildung der Regenwolken wichtig sind.

www.deutschlandfunk.de/extreme-kaelte-in...am:article_id=477295

Warum wirkt sich das besonders im Sommer so stark aus? Normalerweise gibt es vom Boden genug Kondensationskeime, so dass sich der Mangel an kosmischen Kondensationskeime nicht bemerkbar macht. ABER bei Hitze emittieren die Bäume kaum Kondensationskeime, sondern lieber Isopren, um ihre Blätter vor Oxidation durch Ozon und Hydroxylradikale zu schützen. Das Isopren reagiert mit den starken Oxidationsmitteln in der Luft. Wenn es nicht so heiß ist, emittieren Bäume Monoterpene, die als Vorläufersubstanzen für Kondensationskeime dienen. Wenn dann bei Hitze die Kondensationskeime der Bäume wegfallen UND die von den Zirruswolken adsorbierten kosmischen Kondensationskeime, dann gibt es keine kühlenden Regenwolken mehr.

Einen schönen Link dafür habe ich nicht gefunden, aber zumindest ein bisschen Bestätigung meiner Aussagen.

www.scinexx.de/news/geowissen/klimaerwae...leffekt-der-waelder/

<<Bei steigenden Temperaturen wird die Isopren-Ausdünstung der Wälder wesentlich stärker zunehmen als ihre Monoterpen-Ausdünstung. Daraus haben die Jülicher Wissenschaftler hochgerechnet, dass die Aerosol-Produktion bis zum Jahr 2100 um 20 Prozent vermindert wird. Das würde den Kühleffekt durch Wolken um 12 Prozent verringern.>>

Als der Flugverkehr Corona bedingt einbrach und sich die Höhenwolken auflösten, da hatten wir dann die Starkregenkatastrophe. Erschwerend kam hinzu, dass 2018, 2019 und 2020 relativ trocken waren, so dass die Bäume 2021 ihre Chance genutzt haben und massenhaft Kondensationskeime emittiert; sie mussten sich ja auch nicht vor Hitze schützen. Sowas kommt von sowas.

Hier eine Diskussion zu einer wichtigen Tatsache, die aber ebenfalls den Flugverkehr `vergisst´.

eike-klima-energie.eu/2021/10/12/die-erw...enderung-der-wolken/

<<Ursache Wolken. Die in dieser Woche erfolgte Veröffentlichung “Radiative Energy flux variation from 2001 – 2020” (  www.mdpi.com/2073-4433/12/10/1297 ; Dübal, H.‐R.; Vahrenholt, F. Radiative Energy Flux Variation from 2001–2020. Atmosphere 2021, 12, 1297.  doi.org/10.3390/  atmos12101297) hat ein für die Klimawissenschaft überraschendes Ergebnis zu Tage gefördert: die Erwärmung der Erde in den letzten 20 Jahren ist im Wesentlichen auf eine höhere Durchlässigkeit der Wolken für die kurzwellige Sonneneinstrahlung zurückzuführen.
…
Im 20-jährigen Mittel betrug er 0,8 W/m². In dem Brückenchart sind die Triebkräfte dieser Veränderung dargestellt und diese liegen eindeutig im Bereich der kurzwelligen Strahlung in den bewölkten Gebieten, die etwa 2/3 der Erdoberfläche ausmachen (SW Cloudy Area, +1.27 W/m²). Dies steht im Kontrast zu der vom IPCC noch in seinem jüngsten Bericht dargestellten Annahme, dass die Erwärmung durch die Zunahme der langwelligen Rückstrahlung allein auf Grund des anthropogenen Treibhauseffektes erfolgte. Der IPCC schreibt diesem Effekt 100 % der Erwärmung zu und begründet dies mit Modellrechnungen. Die Analyse der Messdaten durch Dübal und Vahrenholt zeigen aber, dass die Erwärmung durch den Rückgang von 1,4 W/m² kurzwelliger Abstrahlung sowie die um 1,1 W/m² erhöhte langwellige Abstrahlung überwiegend dem Wolkeneffekt zuzuschreiben ist.>>

Der Rückgang der durch Regenwolken erzeugten Albedo (Weißheit) wird meiner Ansicht nach durch die anthropogenen wärmenden Höhenwolken des Flugverkehrs erzeugt. Dadurch werden die Regenwolken von oben erwärmt und lösen sich auf.

@Freddy

Freddy schrieb:

en.wikipedia.org/wiki/Attribution_of_recent_climate_change

Das Diagramm oben rechts zeigt, dass die rote Kurve (menschliche Treibhausgase) bis ungefähr 1970 oder 1975 oberhalb der schwarzen Kurve (Globaltemperatur) verläuft, von da an eine Zeitlang innerhalb der schwarzen Kurve und ab 2010 unterhalb der schwarzen Kurve.

Das sehe ich im Diagramm aber nicht. Ab ca. 1965 bis 2000 verläuft die rote Kurve (menschliche Treibhausgase) unterhalb der schwarzen (Globaltemperatur), und ab 2000 innerhalb. Kann man das denn anders sehen?

Freddy schrieb:

Als der Flugverkehr Corona bedingt einbrach und sich die Höhenwolken auflösten

Welche Höhenwolken meinst du? Vermutlich die sog. Kondensationsstreifen des Flugverkehrs. Die lösen sich ja recht schnell hinter einem Flugzeug wieder auf. Man kann direkt zuschauen. Je nach Luftdruck sind sie länger oder kürzer.

Ist der Himmel teilweise mit Regenwolken oder mittelhohen Wolken bedeckt, so gelangt Wärmestrahlung vom Boden durch die Lücken und erreicht die Höhenwolken. Von diesen wird die Wärmestrahlung reflektiert und trifft zum Teil von OBEN auf die Regenwolken. Die Regenwolken werden dann erwärmt und lösen sich auf.

Mit weniger Regenwolken dürfte dann die Rückstrahlung in All stärker werden, jedenfalls für die langwellige Wärmestrahlung. Es ist ja bekannt, dass es an der Oberfläche bei wolkenlosem Himmel kälter ist als bei bedecktem Himmel. Der Flugverkehr bzw. seine Höhenwolken müssten also einen kühlenden Effekt haben.

So erschließt sich mir deine Logik bis jetzt nicht ^^.

@Steinzeit-Astronom

Bzgl. deines ersten Kritikpunktes muss ich dir zustimmen. Aus der aktuellen Seite

en.wikipedia.org/wiki/Attribution_of_recent_climate_change

erschließt sich meine Interpretation der Graphik tatsächlich nicht. Die Graphik ist geändert worden. Offensichtlich war Wikipedia die Änderung sehr wichtig, denn die Graphik ist auch rückwirkend in den Archiven geändert worden. Man findet sie nur noch in Wayback Maschinen. Siehe z.B.

web.archive.org/web/20201028200642/https...ecent_climate_change
und
web.archive.org/web/20200822044246/https...ecent_climate_change

Welche Höhenwolken meinst du? Vermutlich die sog. Kondensationsstreifen des Flugverkehrs. Die lösen sich ja recht schnell hinter einem Flugzeug wieder auf. Man kann direkt zuschauen. Je nach Luftdruck sind sie länger oder kürzer.

Das gasförmige H2O aus dem Verbrennungsprozess ist noch da und WIRKT in dieser Höhe kräftig als Treibhausgas. Außerdem bewirkt der höhere Partialdruck des Wassers, dass sich natürliche Zirruswolken nur langsam auflösen und durch den hohen Partialdruck schnell neue hinzu kommen. Zirruswolken wärmen die Erdoberfläche (über das Jahr betrachtet), das ist bewiesenes Mainstreamwissen. Außerdem kühlen sie die Stratosphäre.

Mit weniger Regenwolken dürfte dann die Rückstrahlung in All stärker werden, jedenfalls für die langwellige Wärmestrahlung. Es ist ja bekannt, dass es an der Oberfläche bei wolkenlosem Himmel kälter ist als bei bedecktem Himmel. Der Flugverkehr bzw. seine Höhenwolken müssten also einen kühlenden Effekt haben.

Es stimmt: Weniger Regenwolken bedeutet mehr Rückstrahlung ins All, was kühlend wirkt. ABER weniger Regenwolken bedeutet auch weniger Reflexion der kurzwelligen Sonnenstrahlung, so dass diese vermehrt die Erdoberfläche trifft. INSGESAMT sind Regenwolken (mittelhohe Wolken) kühlend. Weniger von diesen Wolken erwärmen also die Erdoberfläche. Auch das ist bewiesenes Mainstreamwissen.

In dem Zusammenhang finde ich diese Doku hier ganz aufschlussreich:

Freddy schrieb:

Die Graphik ist geändert worden. Offensichtlich war Wikipedia die Änderung sehr wichtig, denn die Graphik ist auch rückwirkend in den Archiven geändert worden. Man findet sie nur noch in Wayback Maschinen.

Hier siehst Du die komplette Historie der Grafik seit 20:12, 22. Feb. 2020, von welchen Archiven sprichst Du denn? Die üblichen Wayback Archive speichern keine Grafiken und verlinken dann die neueste.

commons.wikimedia.org/wiki/File:Global_T...ature_And_Forces.svg

Freddy schrieb:

Die erste führende Stelle ist mit Sicherheit genau. Und das reicht aus, um die CO2-Hypothese verwerfen zu können. Außerdem wurde eine Obergrenze berechnet, d.h. selbst wenn die erste Stelle schon unzutreffend wäre, kann man die CO2-Hypothese trotzdem verwerfen, denn die tatsächlich Erwärmung wäre dann ja noch deutlich kleiner als die angegebene Obergrenze von 0,017K.

Da bin ich mir nicht so sicher, dies gilt jedenfalls nicht bei der Berechnung von Differenzen ... kommt denn mit C=0 die Temperatur ohne Rückstrahlung heraus? Mit welchem C kommt denn 100% Rückstrahlung heraus?

K ist auch nicht vollständig konstant, sondern es gibt Schwelltemperaturen für die einzelnen Freiheitsgrade.

wiki:
Gleiches gilt für Translationsfreiheitsgrade, die z. B. von drei (Gasphase) zu nur zwei im Fall der Adsorption werden können. Aufgrund der diskreten Energieniveaus der Quantenmechanik können bei niedrigen Energien meist nicht alle f Freiheitsgrade angeregt werden, da der erste angeregte Zustand bereits eine zu hohe Energie besitzt. Dadurch kann ein System bei einer gegebenen Temperatur effektiv weniger Freiheitsgrade haben:
\(f_{\mathrm {eff} }\leq f\)
Zum Beispiel hat ein Atom bei Raumtemperatur effektiv nur die drei Translationsfreiheitsgrade, da die mittlere Energie so niedrig ist, dass atomare Anregungen praktisch nicht vorkommen.
...
Ein zweiatomiges Molekül wie molekularer Wasserstoff hat – neben den elektronischen Anregungen – sechs Freiheitsgrade: drei der Translation, zwei der Rotation, und einen Schwingungsfreiheitsgrad. Rotation und Schwingung sind quantisiert und bei geringer Gesamtenergie eines Moleküls können energetisch höher liegende Rotations- und Schwingungsfreiheitsgrade nicht angeregt werden; man sagt, sie seien „eingefroren“. Rotation wird bereits ab mittleren, Schwingung erst bei höheren Temperaturen angeregt. So verhalten sich die meisten zweiatomigen Gase wie z. B. Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff unter Normalbedingungen effektiv so, als hätten die Einzelmoleküle nur fünf Freiheitsgrade, was sich am Adiabatenexponenten ablesen lässt. Bei hohen Temperaturen sind dem System alle Freiheitsgrade zugänglich.

@top

Die Doku ist sicherlich interessant, geht aber durchgehend davon aus, dass das anthropogene CO2 die Hauptursache für die aktuelle Erwärmung wäre – und das stimmt einfach nicht. Der Mainstream hat bekanntlich schon häufig falsch gelegen.


@Rainer Raisch

<<Hier siehst Du die komplette Historie der Grafik seit 20:12, 22. Feb. 2020, von welchen Archiven sprichst Du denn? Die üblichen Wayback Archive speichern keine Grafiken und verlinken dann die neueste.>>

Danke für deine Hilfe. Die Wayback Maschine vom 28.10.2020 liefert die Graphik, die damals auf der Seite zu sehen war.
28.10.2020
web.archive.org/web/20201028200642/https...ecent_climate_change

Die Wikipedia-Historie liefert im strittigen Artikel stets die neuste Graphik, oder aber eine uralte. Die strittige Graphik ist jedenfalls versteckt worden. Das hat ein `Geschmäckle´.
09.11.2020
en.wikipedia.org/w/index.php?title=Attri...ange&oldid=987792303

12.10.2020
en.wikipedia.org/w/index.php?title=Attri...ange&oldid=983192020

22.03.2020
en.wikipedia.org/w/index.php?title=Attri...ange&oldid=946751043

06.10.2019
en.wikipedia.org/w/index.php?title=Attri...ange&oldid=919843325


<<Da bin ich mir nicht so sicher, dies gilt jedenfalls nicht bei der Berechnung von Differenzen ... >>

Da hast du natürlich Recht, aber eine Differenz wird im vorliegenden Fall ja nicht berechnet.

<<kommt denn mit C=0 die Temperatur ohne Rückstrahlung heraus?>>

Ja. Die Formel lautet
R = 1 - EXP (K * C / T4)
Mit C=0 ergibt sich R = 1 - EXP (0) = 0
Und mit R=0 ergibt sich die Temperatur, die der Planet ohne klimaaktive Atmosphäre hätte.

<<Mit welchem C kommt denn 100% Rückstrahlung heraus?>>

K ist negativ, also geht mit C gegen unendlich EXP(-unendlich) gegen null und damit die Rückstrahlung gegen 1.

<<K ist auch nicht vollständig konstant, sondern es gibt Schwelltemperaturen für die einzelnen Freiheitsgrade.>>

Das ist richtig. Aber ich habe ja gezeigt, dass K mit hinreichender Genauigkeit im Temperaturintervall von Mars bis Venus zutrifft, also auch für die Erdtemperatur.

@Steinzeit-Astronom

Ich habe jetzt die CO2-Hypothese widerlegt und eine mögliche Alternative als Ursache des aktuellen Klimawandels aufgezeigt. Eine Sache fehlt noch: Das ist eine kritische Schau auf das stärkste Argument der Vertreter der CO2-Hypothese, nämlich die Arbeit von Feldman und Collins, 2015.

asl.umbc.edu/pub/chepplew/journals/natur...v519_Feldman_CO2.pdf

Feldman und Collins messen über ein Jahrzehnt bei klarem Himmel und einer Zunahme von 22 oder 23 ppm CO2 (widersprüchliche Angaben im Artikel) eine Zunahme der atmosphärischen Rückstrahlung von 0,2 Wm^-2:

>"Here we present observationally based evidence of clear-sky CO2 surface radiative forcing that is directly attributable to the increase, between 2000 and 2010, of 22 parts per million atmospheric CO2. [...] The time series both show statistically significant trends of 0.2 Wm^-2 per decade (with respective uncertainties of +/-0.06 Wm^-2 per decade and +/- 0.07 W m^-2 per decade) and have seasonal ranges of 0.1–0.2 Wm^-2 . [...] We focus here on clear-sky flux changes because models predict most of the CO2 surface forcing to occur under clear-sky conditions 15. "

Ich werde in Kürze darauf eingehen.

Freddy schrieb:

Die Wikipedia-Historie liefert im strittigen Artikel stets die neuste Graphik, oder aber eine uralte.

Das ist klar, weil die Historie des Artikels nicht die Grafiken speichert, dazu musst Du die Historie der Grafik betrachten.

Hier bekommst Du die Historie der Grafik im englischen wiki genauso wie im deutschen zB alter Stand 00:49, 2. Aug. 2020
commons.wikimedia.org/wiki/File:Global_T...ature_And_Forces.svg

Für die andere (uralte) Grafik kannst Du auch die Historie sehen.
commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmosphe...ars_1880_to_2009.png

Freddy schrieb:

Da hast du natürlich Recht, aber eine Differenz wird im vorliegenden Fall ja nicht berechnet.

Auch da bin ich mir nicht so sicher, denn allein
(I) R = 1 - EXP (K * C / T⁴)
bildet eine sehr wesentliche Differenz. Gleiches gilt für die Summe aus B- und B+, und zuletzt die Differenz aus 254,1595K und 254,1862K.

Man müsste schon für jede Rechnung die Fehlertoleranz mitführen, ohne Toleranz ist das Rechenergebnis wertlos, wenn denn Toleranzen eine wesentliche Rolle (> 1%) spielen. Auch bei T⁴ bin ich mir nicht sicher, ob das nicht eine Quelle unüberblickbarer Fehler ist. Immerhin zielst Du auf ein Ergebnis mit deutlich über 100 fach höherer Genauigkeit als die Fehlertoleranz.
0,017K / 254K = 0.0000669

@Steinzeit-Astronom und alle

Meines Wissens ist das beste Argument für die CO2-Hypothese die Messung von Feldman und Collins. Hier ein Link zu dem Artikel von Feldman und Collins, 2015.

asl.umbc.edu/pub/chepplew/journals/natur...v519_Feldman_CO2.pdf

Feldman und Collins messen über ein Jahrzehnt bei klarem Himmel und einer Zunahme von 22 oder 23 ppm CO2 (widersprüchliche Angaben im Artikel) eine Zunahme der atmosphärischen 0,2 Wm^-2:

>"Here we present observationally based evidence of clear-sky CO2 surface radiative forcing that is directly attributable to the increase, between 2000 and 2010, of 22 parts per million atmospheric CO2. [...] The time series both show statistically significant trends of 0.2 Wm^-2 per decade (with respective uncertainties of +/-0.06 Wm^-2 per decade and +/- 0.07 W m^-2 per decade) and have seasonal ranges of 0.1–0.2 Wm^-2 . [...] We focus here on clear-sky flux changes because models predict most of the CO2 surface forcing to occur under clear-sky conditions 15. "

Betrachten wir die Messungen und Aussagen mal etwas genauer:

Feldman und Collins messen stets zur Mitte eines Jahres die größte Rückstrahlung. Hier bequem ablesbar, natürlich auch im Originalartikel.

globalklima.blogspot.com/2019/11/direkte...nschengemachten.html

Sie behaupten Maxima und Minima der CO2-Konzentration würden mit der von ihnen gemessenen Rückstrahlung übereinstimmen.

www.sci-news.com/othersciences/geophysic...se-effect-02541.html

Die CO2-Konzentration an ihren Messorten war und ist aber stets zum Jahreswechsel am größten. Auf der Nordhalbkugel ist die CO2-Konzentration grundsätzlich zum Jahreswechsel am größten und erreicht ungefähr im August ein Minimum.

www.dwd.de/DE/forschung/atmosphaerenbeob.../klimagase_node.html

Auch in Sibirien ein eindeutiger Gang der jahreszeitlichen CO2-Schwankungen, zum Jahreswechsel das Maximum und im August das Minimum.

www.mdpi.com/2073-4433/10/11/689/htm

Auch hier an den Messungen aus Alaska sieht man, dass das CO2-Minimum stets im August liegt, ausgerechnet wenn Feldman und Collins regelmäßig ihr jährliches Strahlungsmaximum messen.

cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/co2/graphics/Barrow_CO2.jpg

Im August das Minimum der CO2-Konzentration.

www.researchgate.net/figure/Atmospheric-...636-W_fig1_245031255

Zum Jahreswechsel das Maximum der CO2-Konzentration

www.pnas.org/content/113/28/7733

Feldman und Collins gehen auch nicht auf das Problem ein, dass die jahreszeitlichen Schwankungen der CO2-Konzentration im Laufe der Messungen nur gering zunehmen, aber die Schwankungen ihrer Messung stark zunehmen.

Was Feldman und Collins meiner Ansicht nach gemessen haben, das sind biogene Kondensationskeime und andere biogene Emissionen, überlagert von anthropogenen Höhenwolken. Das stimmt mit den jahreszeitlichen Schwankungen überein und mit dem zunehmenden Flugverkehr, der übrigens ebenfalls im Sommer ein Maximum hat.

www.flightradar24.com/blog/wp-content/up...mercial-Flights.jpeg
www.flightradar24.com/blog/wp-content/up...-2016-June-2020.jpeg

Biogene Kondensationskeime sind häufig Terpene, die durch Hydroxylradikale oder Ozon oxidiert werden und dann eine O=C-Gruppe enthalten. UND biogene Kondensationskeime emittiert die Natur hauptsächlich zur Jahresmitte, dem regelmäßigen Maximum der Messungen von Feldman und Collins.


@Rainer Raisch

Danke für die kritische Begleitung. Eine Fehlerrechnung ist in Arbeit.

Freddy schrieb:

Feldman und Collins messen stets zur Mitte eines Jahres die größte Rückstrahlung. Hier bequem ablesbar, natürlich auch im Originalartikel.
globalklima.blogspot.com/2019/11/direkte...nschengemachten.html

Das sehe ich an der Grafik im verlinkten Blog aber nicht. Die Maxima der CO₂-Konzentration und der Rückstrahlung liegen doch nicht in der Jahresmitte, sondern immer kurz nach Jahresbeginn, jedenfalls im ersten Vierteljahr.

Freddy schrieb:

Sie behaupten Maxima und Minima der CO2-Konzentration würden mit der von ihnen gemessenen Rückstrahlung übereinstimmen.
www.sci-news.com/othersciences/geophysic...se-effect-02541.html

So ist es ja auch, wie man an der Grafik im verlinkten Artikel sieht, mit nur leichtem Versatz der Rückstrahlung: Erst das CO₂-Maximum, kurz darauf das Maximum der Rückstrahlung. Beide Maxima sind aber weitgehend deckungsgleich und nicht in der Jahresmitte, sondern am Jahresanfang.

BTW Feddy, wolltest du dich nicht mit deiner These an Prof. Ganteför wenden? Gab es keine Rückmeldung oder hat sie dir nur nicht gefallen?

Der Klimawandel wird tatsächlich nicht vom anthropogenen CO2 verursacht, sondern vom fossilen CO2.

Letzteres wird in Form von Kohle, Öl und Gas aus dem Boden geholt und weitestgehend verbrannt.

Fossiler Kohlenstoff, der in Jahrmillionen von der Sonne unter die Erde verfrachtet wurde, wird von uns in kurzer Zeit, als bequemer Energieträger wieder hervorgeholt und dessen Verbrennung gelangt als CO2 in die Atmosphäre.

Was bitte schön, ist daran so schwer, zu verstehen? Das ist doch offensichtlich!

Wer seine Sinne beieinander hat, sollte das eigentlich leicht sehen.

Insofern ist der Titel dieses Fadens hier nicht passend, geschweige denn der Inhalt.

Thomas

BTW Feddy, wolltest du dich nicht mit deiner These an Prof. Ganteför wenden? Gab es keine Rückmeldung oder hat sie dir nur nicht gefallen?

Hab ich vergessen, mache ich aber vielleicht noch. Erst einmal helft ihr mir hier noch einige Punkte zu überprüfen und gegebenenfalls Argumentationslücken zu schließen.

Fossiler Kohlenstoff, der in Jahrmillionen von der Sonne unter die Erde verfrachtet wurde, wird von uns in kurzer Zeit, als bequemer Energieträger wieder hervorgeholt und dessen Verbrennung gelangt als CO2 in die Atmosphäre.

Exakt ausgedrückt besagt die CO2-Hypothese, dass die anthropogen bedingte Erhöhung der atmosphärischen CO2-Konzentration die Hauptursache des aktuellen Klimawandels sei, verursacht durch die Rückstrahlung der CO2-Konzentrationserhöhung.

Die CO2-Hypothese lässt sich mittels der von Venus und Mars bekannten Daten quantifizieren, was ich im Eingangspost getan habe. Die Primärwirkung des anthropogen bedingten CO2 betrug im Jahr 2016 gerade einmal +0,017K, während die Erhöhung der Globaltemperatur gegenüber dem Beginn des Industriellen Zeitalters 1,3K betrug. Damit muss die CO2-Hypothese verworfen werden, es sei denn jemand findet einen essentiellen Fehler in meiner Rechnung.

@Rainer Raisch

Die Rechenoperationen sind sehr stabil gegen eine Änderung der gemessenen Eingangswerte.

Angenommen die Atmosphärensäule der Venus enthielte 5% weniger CO2 als gemessen. Dann wären das
2,28E7 Mol/m2 * 0,95 = 2,166E7 Mol/m2.

Und die Temperaturerhöhung durch Rückstrahlung wäre 5% größer als gemessen. Dann betrüge die Temperatur der Venusoberfläche
227K + (737-227)K * 1,05 = 762,5K

Gemäß (I) und (II) berechnet man dann eine Temperatur von 741,14K. Die tatsächliche Temperaturerhöhung betrüge dann 535,5K, die berechnete Temperaturerhöhung 514,14K. Der Fehler bzgl. der Temperaturerhöhung beträgt dann
(535,5-514,14)K/535,5K = 3,9%

Der Fehler ist so klein, weil die Temperatur in ihrer 4. Potenz eingeht. Und eine berechnete Temperatur von 741K, allein durch CO2 bedingt, wäre gegenüber der angenommenen Temperatur von 763K durchaus noch glaubhaft, denn die Venusatmosphäre enthält bekanntlich auch andere Treibhausgase als CO2 und zudem wärmende Wolken.

Zur Erinnerung, die Gleichung (II) lautete:
(II) T = [0,25*Sk*(1-sA) / ((1-R)*Eg*SBK)] 0,25

Der Emissionsgrad Eg muss aus physikalischen Gründen dicht unter 1 sein. Der lässt sich also nicht variieren. Und die Gleichung muss so normiert sein, dass für R=0 die Temperatur T wiedergegeben wird, die der Planet ohne klimaaktive Atmosphäre hätte. Also muss bei einer Variation der Solarkonstanten Sk auch stets die sphärische Albedo sA angepasst werden und umgekehrt. Eine Variation dieser Faktoren macht sich also nicht bemerkbar.

Setzen wir nun die Konstante K herauf, um auch bei einer kleineren CO2-Menge in der Atmosphärensäule und einer größeren Klimaaktivität den oben willkürliche heraufgesetzten Temperaturwert von 762,5K zu erhalten. Das ist bei K=-75720 K4m2/Mol der Fall.

Gehen wir mit dieser willkürlichen erhöhten Konstanten K in die Berechnungen der Klimaaktivität für das anthropogene CO2.

Für T muss die heutige Globaltemperatur der Erdoberfläche von 288K eingesetzt werden, weil nur diese die starke Rückstrahlung der irdischen Atmosphäre berücksichtigt. Für das Jahr 1880 setzen wir die CO2-Konzentration von 280ppm auf 270 ppm herab. Daraus resultiert gemäß (II) eine Globaltemperatur von 254,1660K. Dies ist die Temperatur die die Erde hätte, sofern die 270ppm CO2 der einzige klimaaktive Faktor der irdischen Atmosphäre wäre.

Für das Jahr 2016 setzen wir die CO2 -Konzentration von 403ppm auf 413ppm herauf. Daraus resultiert gemäß eine Globaltemperatur von 254,2016K.

Es fand dann bei den willkürliche nach oben gesetzten Voraussetzungen durch das anthropogene CO2 eine Erwärmung um maximal 0,036K statt (gegenüber den zuvor berechneten 0,027K), sofern man von keiner Überlagerung durch H2O ausgeht.

Wird der Einfluss des H2O berücksichtigt würde sich bei der oben angenommenen ungünstigen Datenlage die Klimaaktivität des anthropogenen CO2 von 0,017K auf 0,023K erhöhen. Auch das ist deutlich unterhalb der Klimaaktivität der seit 1880 gestiegenen Solarkonstanten (Gesamtabstrahlung der Sonne).

Setzt man z.B. die Temperatur der Erdoberfläche ohne klimaaktive Atmosphäre willkürlich auf 255K herauf (indem der Emissionsgrad Eg auf 0,986 herabgesetzt wird oder die Solarkonstante auf 1379), so ändert sich an der durch CO2-bedingten Temperaturerhöhung in den ersten 3 Stellen nichts, denn die Temperaturerhöhung wird bekanntlich als Differenz berechnet. Den Fehler den man für das Jahr 1880 macht, macht man auch für das Jahr 2016, so dass er sich nicht bemerkbar macht. Entsprechend Differenzmessungen bei Analysenwaagen.

Das klingt alles recht gut, aber ich kann es nicht wirklich verifizieren.

Eine Frage (ohne den Thread im einzelnen gelesen zu haben): Kann man bei der Venus einen linearen Zusammenhang zwischen CO2 und Temperaturerhöhung annehmen? Oder tritt irgendwann ein Sättigungseffekt ein (vollständige Absorption und Reemmission bei entsprechenden Frequenzen)?

Kann man bei der Venus einen linearen Zusammenhang zwischen CO2 und Temperaturerhöhung annehmen?

Bei Verdopplung der Konzentration erhöht sich gemäß der Berechnung die Temperatur ungefähr um den Faktor 1,15.

Ich gehe zunächst von einer Konstanten K von -6,6E4 K4m2/Mol aus und einer CO2-Konzentration von 2,28E7 Mol/m2. Dann liefert die Kombination von (I) und (II) eine Temperatur an der Oberfläche von 749,02K. Die gemessene Temperatur beträgt 737K. Der Betrag der Konstanten K wurde vorsätzlich zu groß gewählt, um für die Primärwirkung des anthropogenen CO2 eine maximale Grenze berechnen zu können.

Beträgt die CO2-Konzentration nur 1/4-tel, also 5,7E6 Mol/m2, ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 566,17K
Beträgt die CO2-Konzentration nur 1/2-tel, also 1,14E7 Mol/m2, ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 650,05K
Beträgt die CO2-Konzentration den Literaturwert, also 2,28E7 Mol/m2, ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 749,02K
Beträgt die CO2-Konzentration das 2-fache, also 4,56E7 Mol/m2, ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 865,66K
Beträgt die CO2-Konzentration das 4-fache, also 9,12E7 Mol/m2, ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 1002,96K

Vermutlich zeigt sich hier, dass die mathematische Berechnung an ihre physikalische Grenze stößt, weil die durch Wärme zunehmende Anregung der wechselwirkenden Frequenzbanden nicht mit eingeht. Deshalb wird die Primärwirkung des CO2 auf der heißen Venus überschätzt (berechnet 749K anstatt gemessen 737K) und auf dem kalten Mars unterschätzt (berechnet 216,16K anstatt gemessen (vermutlich!) 216,6K).

ClausS schrieb:

Eine Frage (ohne den Thread im einzelnen gelesen zu haben): Kann man bei der Venus einen linearen Zusammenhang zwischen CO2 und Temperaturerhöhung annehmen? Oder tritt irgendwann ein Sättigungseffekt ein (vollständige Absorption und Reemmission bei entsprechenden Frequenzen)?

Ich suche zwar immer noch etwas wirklich leicht verständliches zu dem Thema, aber soweit ich das bisher verstanden habe, dürfte es nie eine Sättigung geben.

Treibhausgase absorbieren IR-Strahlung und werden dabei angeregt. Die Lebensdauer des angeregten Zustandes beträgt in Abhängigkeit von der Wellenlänge zwischen 10^-7 und 10^-1 Sekunden

Zuerst die Erde. Hier müsste eigentlich in der unteren Atmosphäre ein Energieaustausch zwischen den Teilchen vornehmlich über Stöße erfolgen, weil die mittlere  Stoßzeit von 10^-10 bis 10^-8 Sekunden dazu führt, dass ein Energieaustausch stattfindet bevor der angeregte Zustand über Photonenabgabe beendet wird. Die  Streuprozesse  finden lediglich in der oberen Atmosphäre statt, wo entsprechend große Stoßzeiten dann die tragende Rolle übernehmen.

Beim Mars spielen die Steruprozesse die tragende Rolle, weil die Atmosphäre so dünn ist.

Bei der Venus spielen die Streuprozesse wegen des hohen Drucks nur in der obersten Schicht eine Rolle.

Ziemlich egal, wie hoch Druck und CO2-Konzentration bei einem Planeten sind, ganz oben gibt es immer wenig Druck und wenn dort CO2 ist, dann gibt es Streuprozesse. Von daher kann es eigentlich nie eine Sättigung geben.

Hi
"Die 15 µm-Bande ist im Zentralbereich – das ist der Wellenlängenbereich in der Mitte der Bande um 15 µm herum – tatsächlich schon weitgehend gesättigt. Das bedeutet, dass zusätzlich in die Atmosphäre gelangendes Kohlendioxid auf die Absorption in diesem Teilbereich der Bande keinen Einfluss hat, weil das in der Atmosphäre befindliche Kohlendioxid die Wellenlängen in dem Teilbereich bereits vollständig absorbiert (siehe Hoffmann 2009, Bilder 4 und 5).

Dies gilt aber nicht für die Flanken- oder Randbereiche der 15 µm – Bande, also für die Wellenlängen an den Rändern der Bande. In diesen Bereichen absorbiert zusätzlich in die Atmosphäre gelangendes Kohlendioxid langwellige Strahlung. Deshalb bedeutet eine atmosphärische ⁠CO2⁠-Zunahme auch eine höhere Absorption elektromagnetischer Strahlung (DMG 1999, Hoffmann 2009). Zur Untersuchung der Absorptionseigenschaften von Kohlendioxid sind allerdings äußerst genaue Messungen notwendig. Diese können nur von entsprechend eingerichteten Instituten mit der erforderlichen Präzision durchgeführt werden."
Quelle:
www.umweltbundesamt.de/themen/klima-ener...o2-absorptionsbanden

Bei Verbrennung sämtlicher fossiler Brennstoffe soll es auf der Erde doch nur zu einem Dampftreibhaus mit einer durchnittlichen Temperatur von 60°C und höher kommen. Wo ist das Problem? Ich gehe gerne in die Sauna.
www.science.org/doi/10.1126/science.11539665

seb110 schrieb:

Hi
"Die 15 µm-Bande ist im Zentralbereich – das ist der Wellenlängenbereich in der Mitte der Bande um 15 µm herum – tatsächlich schon weitgehend gesättigt.

ibb.co/KjLDz1Y

scienceofdoom.com/2011/04/03/understandi...-%E2%80%93-part-ten/

Ich sehe da nur eine große Lücke. Von Sättigung keine Spur.

Wir hatten das schon mal:

Das relevante Absorptionsfenster von CO2 liegt im Bereich von 13µm bis fast 18µm . Über den größten Teil des Bereichs absorbiert das CO2 die Wärmestrahlung von unten ziemlich stark. Viel mehr wird es auch nicht, wenn noch Wasserdampf dazu kommt. Man sieht daran, dass die Spektren in den beiden Gebieten im CO2 Fenster ganz ähnliches Verhalten zeigen, obwohl der Wasserdampfgehalt in den Gebieten im Pazifik wesentlich größer ist als im Irak. Das Fenster im Spektrum muss von daher ziemlich unabhängig vom Wasserdampf sein. Anders ist es das dann im linken Teil der Spektren. Oberhalb von 18µm sieht man am Spektrum zu den Gebieten im Pazifik, dass dort die Strahlung von unten stark absorbiert wird. Was dann im Spektrum zum Irak wiederum nicht der Fall ist. Oberhalb von etwa 18µm spielt das Absorptionsverhalten des Wasserdampfs dann wieder eine tragende Rolle.
umwelt-wissenschaft.de/forum/naturwissen...ng-bei?start=0#81833

Die Überschrift stimmt nicht. Sämtliche Erhöhung der Temperatur (auch durch CO2) sorgt für eine Wasserdampf-Rückkopplung.
Dass Wasserdampf den größten Anteil am Treibhauseffekt hat, ist nicht neu. Und an dieser Stelle finden sich auch die Kondensstreifen der Flugzeuge wieder.
de.wikipedia.org/wiki/Wasserdampf#Wasserdampf-R%C3%BCckkopplung
de.wikipedia.org/wiki/Wasserdampf#Wasserdampfeintrag
Dass man die Planeten so 1zu1 vergleichen kann, halte ich ebenfalls für fragwürdig. Die Marsatmosphäre ist zu dünn.

Auf der Venus wurden die Bedingungen für einen gallopierenden Treibhauseffekt erfüllt.
de.wikipedia.org/wiki/Galoppierender_Treibhauseffekt
Auf der Erde soll es bei 10000ppm C02 zu einem Dampftreibhaus kommen, momentan liegen wir bei 400ppm CO2. Wegen der erwähnten Rückkopplung und anderer möglicher synergistischer Effekte (es gibt ja nicht nur CO2 aus fossilen Brennstoffen: www.daswetter.com/nachrichten/wissenscha...sibirien-arktis.html oder de.wikipedia.org/wiki/Eis-Albedo-R%C3%BCckkopplung ) ist es allerdings wichtig den CO2 Eintrag zu minimieren und umzukehren und nicht nur diesen Eintrag.

@Pferdefuss

Ich suche zwar immer noch etwas wirklich leicht verständliches zu dem Thema, aber soweit ich das bisher verstanden habe, dürfte es nie eine Sättigung geben.

Verstehe die Bilanzierung in meinem Einführungstext, leichter geht es nicht. Mit zunehmender CO2-Menge einer Atmosphärensäule steigt die Rückstrahlung, die asymptotisch gegen 1 geht, steigt die Oberflächentemperatur und sinkt die Wechselwirkung K gegen null. Die prinzipiell erreichbare Grenztemperatur eines Planeten ist auf diese Weise die Temperatur der Sonne.

Ziemlich egal, wie hoch Druck und CO2-Konzentration bei einem Planeten sind, ganz oben gibt es immer wenig Druck und wenn dort CO2 ist, dann gibt es Streuprozesse. Von daher kann es eigentlich nie eine Sättigung geben.

Warum die Thermalisierung keine Rolle spielt, ist in deinem Link ja gut erklärt. Sie geht auch nicht in die von mir hergeleitete Bilanzierung ein. Warum das so ist kann man anschaulich auch so erklären: Die gerichtete IR-Strahlung vom Boden wird absorbiert und ungerichtet wieder abgegeben. Dabei ist es unwichtig, ob die Wärme durch Strahlung oder durch Erhöhung der kinetischen Energie der Gasmoleküle erfolgt. Die kinetische Energie der Gasmoleküle wird ohnehin durch Wärmeübergang an der Planetenoberfläche und durch Konvektion stets so verteilt, dass in allen Atmosphärenschichten ein Fließgleichgewicht herrscht und die oberste Schicht der Atmosphäre dieselbe Wärmemenge abstrahlt, die eingestrahlt wird. Die Thermalisierung beschleunigt nur die Geschwindigkeit der Einstellung des Fließgleichgewichts, verschiebt dieses aber nicht - so fordert es der Energieerhaltungssatz.

Ich sehe da nur eine große Lücke. Von Sättigung keine Spur.

Die Lücke kann nicht unter die Nulllinie gehen. Und ob die Lücke größtenteils durch CO2 verursacht wird ist fraglich. Bekanntlich emittieren Pflanzen zahlreiche Verbindungen mit einer O=C-Gruppe.

@seb110

Die Überschrift stimmt nicht. Sämtliche Erhöhung der Temperatur (auch durch CO2) sorgt für eine Wasserdampf-Rückkopplung.

Du thematisierst hier Sekundärwirkungen. Ohne Primärwirkung keine Sekundärwirkung. Wie von mir gezeigt, ist die Primärwirkung des anthropogenen CO2 vernachlässigbar klein. Außerdem zeigen meines Wissens alle Messungen der H2O-Konzentration unterhalb ca. 6000m, dass die H2O-Menge einer unteren Atmosphärensäule nicht zugenommen hat. In den oberen Atmosphären-Schichten hat sie als Folge des Flugverkehrs zugenommen, und da sind wir uns wohl einig, dass dies einer der negativen Einflussfaktoren des Flugverkehrs ist.

Freddy schrieb:

Ohne Primärwirkung keine Sekundärwirkung. Wie von mir gezeigt, ist die Primärwirkung des anthropogenen CO2 vernachlässigbar klein. Außerdem zeigen meines Wissens alle Messungen der H2O-Konzentration unterhalb ca. 6000m, dass die H2O-Menge einer unteren Atmosphärensäule nicht zugenommen hat.

Das kann nicht sein. Die Durchschnittstemperatur hat nachweislich zugenommen, und damit zwangsläufig auch die Luftfeuchtigkeit. Wiki sagt zur Wasserdampf-Rückkopplung: "Gemäß der Clausius-Clapeyron-Gleichung kann die Atmosphäre mit jedem Grad Temperaturanstieg 7 % mehr Wasserdampf enthalten." Wenn C02 die Temperatur erhöht, und sei es auch nur wenig, dann ist mehr Wasser in der Luft, und das hat wiederum einen größeren Effekt als das CO2 allein, als deine Primärwirkung.

Das kann nicht sein. Die Durchschnittstemperatur hat nachweislich zugenommen, und damit zwangsläufig auch die Luftfeuchtigkeit. Wiki sagt zur Wasserdampf-Rückkopplung: "Gemäß der Clausius-Clapeyron-Gleichung kann die Atmosphäre mit jedem Grad Temperaturanstieg 7 % mehr Wasserdampf enthalten." Wenn C02 die Temperatur erhöht, und sei es auch nur wenig, dann ist mehr Wasser in der Luft, und das hat wiederum einen größeren Effekt als das CO2 allein, als deine Primärwirkung.

Was du schreibst ist zunächst alles richtig (nur hatte ich dieses nicht Pferdefuss, sondern sb110 geschrieben).

Gehen wir mal Punkt für Punkt durch.

Die Durchschnittstemperatur hat nachweislich zugenommen,

Ja, davon gehe ich auch aus.

und damit zwangsläufig auch die Luftfeuchtigkeit.

Wenn das Wasser wärmer wird, muss auch die absolute Luftfeuchte steigen. Die Ozeane haben sich aber (noch) nicht so doll erwärmt wie die Landmassen. Außerdem nehmen die Ozeane noch immer CO2 aus der Luft auf, wodurch der Molenbruch des Wassers sinkt, wodurch der H2O-Partialdruck sinkt. Ähnlich könnte es mit deuchten Böden sein, wenn sie CO2 absorbieren. Ich müsste das mal selbst genau durchrechnen.

Wiki sagt zur Wasserdampf-Rückkopplung: "Gemäß der Clausius-Clapeyron-Gleichung kann die Atmosphäre mit jedem Grad Temperaturanstieg 7 % mehr Wasserdampf enthalten.

Müsste eigentlich so sein, allerdings s.o. SEHR vereinfacht.

Wenn C02 die Temperatur erhöht, und sei es auch nur wenig, dann ist mehr Wasser in der Luft, und das hat wiederum einen größeren Effekt als das CO2 allein, als deine Primärwirkung.

Müsste eigentlich so sein. Jedoch sagen alle mir bekannten Langzeitmessungen, dass sich der H2O-Gehalt der unteren Atmosphäre eben NICHT vergrößert hat - zumindest bisher. Das Rätsel lösen kann auch ich (noch) nicht. Und wie mehrfach geschrieben, die 0,017K sind zu klein für Sekundärwirkungen. Z.B. allein die Zunahme der Solarkonstanten seit 1880 macht ca. 5-10 mal so viel aus. Auf Wunsch kann ich mal vorrechnen.

Freddy schrieb:

Wie von mir gezeigt, ist die Primärwirkung des anthropogenen CO2 vernachlässigbar klein.

Nein, das hast Du nicht gezeigt, siehe z.B. hier . Du vereinfachst, wo man nicht vereinfachen darf (siehe die angegebenen Ausarbeitungen vom Dipl. Phys. Ebel, oder das Buch von Petty), und vergleichst, wo man nicht vergleichen kann (zum Beispiel Venus hatte ich eine Referenz angegeben, aus der das hervorgeht). Warum weder die Sonne, noch der Flugverkehr, noch Aerosole, noch Wolken "schuld" sein können, hatte ich auch mit Referenzen aufgezeigt.

hier
und hier
und hier
und hier
und hier
und hier
und hier
und hier

Du hast dann einfach einen neuen Thread aufgemacht. Dass Du Deine These unter diversen Pseudonymen in unterschiedlicher Form verbreitest, hatten wir schon - hat aber nicht unbedingt etwas mit der These selbst zu tun. Ebensowenig Dein in den Referenzen gezeigter Umgang mit Quellen oder Deine Nennung von Kirstein und Vahrenholt. Lässt aber aufmerken.

Zur Sättigung, bzw. warum die noch längst nicht erreicht ist, ein paar zusätzliche Links.

Sie ist gesättigt, sie ist es nicht, sie ist gesättigt, ... Anmerkungen zum Strahlungstransport
A Saturated Gassy Argument
Part II: What Ångström didn’t know
Is the CO2 effect saturated?

@Miky

Hast du denn die von mir erstellte Quantifizierung der Primärwirkung des anthropogenen CO2 gelesen und verstanden? Weißt du wie Chemieingenieure Bilanzierungen für Fließgleichgewichte erstellen? Kannst du zwischen Primärwirkung und Sekundärwirkung differenzieren?

Zur Sättigung, bzw. warum die noch längst nicht erreicht ist, ein paar zusätzliche Links.

Hast du denn verstanden, wie ich begründe, dass diese oft postulierte Sättigung noch lange nicht erreicht ist?

Warum weder die Sonne, [...] "schuld" sein können, hatte ich auch mit Referenzen aufgezeigt.

Da stimmen wir überein. Ich hatte lediglich darauf hingewiesen, dass der Einfluss der Sonne deutlich größer ist, als der Einfluss des anthropogenen CO2. Soll ich das einmal vorrechnen, oder kannst du das selbst?

Warum weder die Sonne, noch der Flugverkehr, noch Aerosole, noch Wolken "schuld" sein können, hatte ich auch mit Referenzen aufgezeigt.

Darum diskutieren wir hier: Wir wollen dem wissenschaftlichen Mainstream neue Impulse geben und seine Irrtümer ausräumen. Du stellst nun einige Links zu den kritisierten Aussagen zusammen. Das bringt die Diskussion kaum weiter.

Ich stelle immer wieder fest, dass meine Hypothese vor allem von Menschen diskutiert wird, die zwar belesen sind, aber nicht rechnen können. Z.B. ICH kann berechnen um wie viel der H2O-Partialdruck sinkt, wenn das flüssige Wasser im Gleichgewicht mit einer veränderlichen CO2-Atmosphäre steht. Kannst du das auch berechnen?