Sie sind auf Seite 1von 4
 
 Treibhauseffekte
Ulrich Wolff Mai 2013 Ein Treibhaus entsteht durch die Verwendung von Glas oder vergleichbarer Materie als Einschluss mit der Folge, dass die mittlere Temperatur im Inneren über das Niveau der Umgebung ansteigt. Ursache ist eine durch den Einschluss verursachte Verzögerung des Energieflusses durch die Materie des Treibhauses obwohl Reflexion an und Extinktion in der Materie des Einschlusses die Energiezufuhr aus der Solarstrahlung verringern. Die Umschließung sammelt und wandelt alle weiteren Energieflüsse als Wärme und verliert kontinuierlich Energie in Form von IR Strahlung, durch Wärmeleitung, Konvektion und ggf. Verdampfung von Niederschlag. Ihre Temperatur folgt ihrer Energiebilanz. Auch die Enthalpie (Temperatur) der Materie im Inneren des Treibhauses folgt den Schwankungen ihrer Energiebilanz im Tagesverlauf. In der Atmosphäre übernehmen Wassertropfen und Eispartikel die Funktion des Einschlusses der darunter liegenden Materie u
nd lassen den „atmosphärischen
Treibhauseffekt
 entstehen. Beobachtung und Messung kennzeichnen den
„Einschluss“
durch die Tropopause, ein Temperaturminimum, das den gesamten Erdball umschließt. Vergleichbar zum Einschluss des Treibhauses verringern Wasser und Eis den solaren Energiefluss zur Erdkruste durch Umleitung in den Weltraum und Extinktion. Wasser und Eis sammeln und wandeln weitere Energieflüsse als Wärme. Das beinhaltet auch Energie, die der Atmosphäre oberhalb der Tropopause z. B. durch Ionisierung als Folge der Interaktion von Gasatomen mit dem extrem kurzwelligen Anteil der Solarstrahlung zufließt. Wasser- und Eispartikel emittieren kontinuierlich einen Energiefluss in Form von IR Strahlung in den Raumwinkel von 360 Grad. Die in Form von IR Strahlung emittierte Energie fließt daher jeweils etwa hälftig in Richtung Weltraum und Erdkruste.
i
 Die Änderung der Temperatur und/oder der Wasser/Eismenge folgt ihrer Energiebilanz und die Menge auch der Wirkung der Schwerkraft. Unter sichtbaren Wolken erreicht die Projektion der Partikel auf eine Kugelfläche stets die Größe des darunter liegenden Flächenanteils. Mit großer Wahrscheinlichkeit schließen sehr kleine Eispartikel in gleicher Weise auch in den zeitweise wolkenfreien Bereichen der Atmosphäre ein dort vermutetes Fenster für IR Strahlung.
ii
 Vergleichbar zum Treibhaus bewirkt die Verzögerung des durchlaufenden solaren Energieflusses einen Anstieg der Temperatur der Erdkruste. Ihre Enthalpie (Temperatur) folgt den Änderungen ihrer Energiebilanz in gleicher Weise, wie die der Materie im Inneren eines Treibhauses. Eine Quantifizierung der Wirkung des atmosphärischen Treibhauseffektes ist weder durch Messung noch durch Rechnung ebenso wenig möglich, wie die mathematische
 
 2
Beschreibung des offenen Systems Erdkruste/Atmosphäre/Weltraum selbst.
iii
 Ein Nachweis des atmosphärischen Treibhauseffektes kann sich daher hilfsweise lediglich auf eine Reihe von Indizien stützen. Die Größenordnung der globalen Wirkung des atmosphärischen Treibhauseffektes wird bekanntlich in der Literatur irreführend aus dem Vergleich einer fiktiven mittleren Emissionstemperatur des Strahlungsflusses in den Weltraum von 255 K und einer aus Messwerten errechneten mittleren Temperatur an der Oberfläche der Erdkruste von 288 K mit 33 K angegeben.
iv
 Die Interaktion mehr als zweiatomiger Gase mit dem Kreislauf der langwelligen Strahlung hat keinen Einfluss auf die Größe der Energieflüsse, sondern betätigt über Änderungen der Spektren lediglich ihre Existenz.
Schlussfolgerung
Ohne Wasser und Eis in der Atmosphäre würden die gegenwärtig gemessenen Temperaturen in Erdkruste und Atmosphäre signifikant absinken.
Anhang
i
 Die aus dem oberen Halbraum an der Erdoberfläche eintreffende IR Strahlung wird als
„Langwellige Einstrahlung“ zusammen mit anderen Wetterdaten z. B. am Hamburger
Wettermast kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet: http://wettermast-hamburg.zmaw.de/AktDatIndex.htm Eine solche Messreihe ist Grundlage der folgenden Überlegungen: Die Abb. 1 zeigt die Intensität der gemessenen Gegenstrahlung, die Abb. 2 die jeweilige zugehörige Wolkenbedeckung. Abb. 1: Langwellige Einstrahlung.
 
 3
Abb. 2: Wolkenbedeckung. Die Radianz der langwelligen Einstrahlung variiert im Beobachtungszeitraum zwischen einem Minimum bei etwa 230 W/m
2
 aus wolkenfreiem Himmel und Höchstwerten von 375 W/m
2
 aus dichter Bewölkung. Aus jeweils wolkenfreiem Himmel am 20., 24.,und 25. 9. Ist die Intensität dieser Wärmestrahlung nicht konstant, sondern variiert zwischen 230 und 290 W/m
2
. Folgend wird daher versuchsweise unterstellt, dass auch in wolkenfreier Atmosphäre sehr kleine und daher unsichtbare Eispartikel existierten, deren Projektion auf eine Kugelschale eine geschlossene Fläche ergab. Dann lassen sich den gemessenen Werten der Radianz mit Hilfe des Stefan-Boltzmann Gesetzes jeweils Emissionstemperaturen zuordnen: Danach emittieren Eispartikel 230 bis 290 W/m
2
 bei Temperaturen zwischen
 –
 20 bis
 –
 6
, Wassertropfen 315 bis 375 W/m
2
 bei Temperaturen zwischen 0 bis 12
. Das sind plausible auch zu den am Wettermast in Abb.3 aufgezeichneten Temperaturen konsistente Werte innerhalb des vertikalen Temperaturverlaufes unterhalb der Tropopause Abb. 3: Vertikaler Temperaturverlauf 0 - 280 m Höhe
ii
Die Beobachtung des Wasserkreislaufes in der Atmosphäre bestätigt, dass stets eine hinreichend große Dichte von Kondensations-/Sublimationskeimen für Wasserdampf vorhanden ist. Daher muss sich beim Unterschreiten von 0
 Wasserdampf an solche Keime anlagern und Eispartikel bilden, die als sehr kleine Schwebeteilchen unsichtbar bleiben. Dichte und Größenverteilung solcher Partikel sind nicht bekannt. Eine quantitative Aussage, ob ihre gesamte Oberfläche ausreicht, um das atmosphärische Fenster für IR Strahlung zu schließen, ist daher nicht möglich. Der Zusammenhang zwischen Eismenge, Partikelradius und gesamter Oberfläche macht das jedoch sehr

Ihre Neugier belohnen

Alles, was Sie lesen wollen.
Jederzeit. Überall. Auf jedem Gerät.
Keine Verpflichtung. Jederzeit kündbar.
576648e32a3d8b82ca71961b7a986505