Ist Sauerstoff (O2) ein Treibhausgas, oder nicht?

9. April 2019 | Von | Kategorie: Blog, Daten, Energieerzeugung, Klimawandel, Kommentare, Kurioses, Ökologismus, Ökologistische Mythen, Politik, Wissenschaft

o2-sauerstoff-molekül-3d-modelle

Eine vielfach vorherrschende Meinung ist, dass die Hauptbestandteile der Luft, nämlich Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) keine Treibhausgase sind und somit nicht zum natürlichen Treibhauseffekt der Erde von rund 33°C beitragen können. Von dieser Annahme ging auch Stefan Rahmstorf aus, der in einem Spezial zum Klima-Quiz der AfD mit Harald Lesch darauf hingewiesen hat, dass zweiatomige Moleküle wie N2 und O2 im langwelligen Bereich nicht absorbieren können und somit auch nichts zum Treibhauseffekt der Erde beitragen können. Dies können nur drei- und mehr als dreiatomige Moleküle, wie CO2, H2O, O3, CH4 etc. gemäß Rahmstorf. Das dem nicht so ist, möchte ich hier aufzeigen.

O2-THE

Schaut man sich das Absorptionsspektrum, bzw. Transmissionspektrum der Erdatmosphäre im Bereich von UV-Licht (kurzwellig) bis zur Mikrowellenstrahlung (langwellig) an (oberer Teil der Abbildung), so findet sich im langwelligen Bereich im nahen Infraroten bei O2 bei 1,27 Mikrometer eine Absorptionsspitze und im Mikrowellenbereich bei 0,5-0,6 cm (5000-6000 Mikrometer) Wellenlänge. Die Erde strahlt in diesem Bereich auch Wärmestrahlung ab.

Die Wärmeabstrahlung der Erde beginnt bei 1,1 Mikrometer Wellenlänge im nahen Infrarot und reicht bis in den Zentimeterbereich der Mikrowellen. (Untere drei Abbildungen. Wärmeabstrahlung der Erde bei 288 K (15°C) und hoch aufgelöst im linken Teil als Ausschnitt das nahe Infrarot und in rechten Teil als Ausschnitt der Mikrowellenbereich der Wärmeabstrahlung der Erde).

O2 absorbiert also im nahen Infraroten und im Mikrowellenbereich genau dort, wo die Erde auch Wärme abstrahlt. Somit behindert es dort die direkte Wärmeausstrahlung der Erde und ist folglich zu den Treibhausgasen zu rechen. Da in diesen Bereichen die Wärmeabstrahlung der Erde aber sehr gering ist und die O2-Absorption aufgrund des hohen O2-Gehaltes von über 20% in der Atmosphäre gesättigt ist, trägt es nicht wesentlich zum natürlichen und anthropogenen Treibhauseffekt bei.

Diese physikalischen Tatsachen wollen mir aber einige Klimaschützer nicht glauben. In einer Diskussion bei youtube bekam ich von einen Kommentator dies zu hören:

Grarth: Egal wo ich eine Auflistung über Treibhausgase suche, nirgends wird Sauerstoff (in Form von O2) als Treibhausgas aufgelistet. Lediglich Ozon (O3) taucht als Treibhausgas auf. Insofern verstehe ich nicht, warum du dich da so drauf einschießt. Vielleicht hat sich der Professor ungenau ausgedrückt. In Bezug auf den Treibhauseffekt und somit den Klimawandel scheint er aber Recht zu haben, dass nur dreiatomige Moleküle eine (relevante?) Treibhauswirkung haben. […]

Ich halte es jedenfalls für wenig wahrscheinlich oder überzeugend, dass führende Klimawissenschaftler versehentlich vergessen haben sollen, dass es ja auch Sauerstoff in der Atmosphäre gibt. Oder noch absurder: dass sie das wissen aber bewusst verschweigen. […]

Wenn inhaltlich von Ihnen nichts mehr kommt, dann kann ich hier das Fazit ziehen, dass keiner Ihrer im Video vorgebrachten Einwände wissenschaftlich sinnvoll begründet werden kann. […]

Das Kyoto-Protokoll listet in Anlage A die klimarelevanten Treibhausgase auf: Kohlendioxid (CO2) Methan (CH4) Distickstoffoxid (N2O) Teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW/HFC) Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW/PFC) Schwefelhexafluorid (SF6) Die sind alle mindestens Dreiatomig. Ich bin selbst kein Experte auf dem Gebiet der genauen Wirkmechanismen des Treibhauseffekts, daher kann ich Ihre Behauptung bezüglich des O2 nicht sinnvoll widerlegen. Allerdings habe ich nach kurzer Recherche keinen einzigen Hinweis darauf gefunden, dass O2 in irgendeiner Form als Treibhausgas bezeichnet wird. Weder über einschlägige Lexika, noch über wissenschaftliche Publikationen (google.scholar). […]

Die zu kärenden Fragen sind: Wie genau hängt das Absorptionsspektrum von Stoffen mit dem Treibhauseffekt zusammen und wirkt O2 auf eben diese Weise oder nicht? Falls Sie die Antwort darauf kennen, teilen Sie sie bitte mit mir. Und zwar am besten ausführlich, damit ich das auch inhaltlich nachvollziehen kann. Aber auch wenn wir annehmen, dass O2 eine Treibhauswirkung hat: Warum steht das nicht im Kyoto-Protokoll oder in sonstigen Veröffentlichungen zum Treibhauseffekt, der Erderwärmung oder dem Klimawandel? Dafür finde ich nur eine plausible Erklärung: weil der Mensch keine nennenswerten Mengen O2 in die Atmosphäre ausstößt. Insofern läuft das Argument im Kontext des anthropogenen Klimawandels ins Leere. Damit hätten Sie bestenfalls aufgezeigt, dass der Professor sich an der einen Stelle schlecht ausgedrückt hat. Das heißt nicht, dass das was er damit meint oder gar die ganzen anderen Dinge, die er sagt, falsch wären. Übrigens: Pflanzen produzieren bei der oxygenen Photosynthese O2 und geben das an die Atmosphäre ab. Da aber das Pflanzen von Bäumen und sonstige Begrünungsmaßnahmen als Klimaschutzmaßnahmen gelten, wird es spätestens hier widersprüchlich und müsste nochmal genauer untersucht werden. […]

Ich habe darauf abschließend geantwortet:

O2 absorbiert im nahen Infrarot > 1,1 Mikrometer und im Mikrowellenbereich, dort wo die Erde ihre Wärme abstrahlt. Ist also ein Treibhausgas. Absorptionsspektren der O2-Linien finden Sie ja wohl selbst? Und es gibt hunderte von Treibhausgasen, die Absorptionslinien dort aufweisen, wo die Erde Wärme abstrahlt.

Die Absorptionsspitze von O2 bei 0,5-0,6 cm wird gar dazu genutzt, um von Satelliten aus das Temperaturprofil in der Erdatmosphäre zu bestimmen. Das geht nur, weil O2 dort die Wärmeabstrahlung der Erde absorbiert und wieder emittiert.

microwave-spectrum-o2-05-06cm

P.S.: Zudem zeigen neuste spektroskopische Untersuchungen mit einen Raman-Spektrometer, dass N2 und O2 auch bei 4,29 und 6,43 Mikrometer Wellenlänge interagieren. Das liegt mitten im Wärmeabstrahlungsspektrum der Erde und nicht in den Randbereichen.

O2-N2-THE

Immer wieder verwunderlich in der Debatte mit Klimaschützern finde ich, dass diese überhaupt nichts vom Treibhauseffekt verstehen, sich auf Gogglen und „Expertenmeinungen“ voll und ganz verlassen und dabei sogar zu Treibhauseffekt-Leugnern werden, wenn ein Gas nichts als Treibhausgas ins Schema passt und ihre „Experten“ etwas anderes erzählt haben. Man beruft sich aber auf die Wissenschaft, um seine Position zu untermauern.

UPDATE 18.04.2019

Raman-Streu-Spektrum von Luft, O2, N2 und CO2. Das eingestrahlte Laserlicht wird durch O2, N2 und CO2 mitten im IR gestreut. Dies passiert auch mit der Wärmeabstrahlung der Erde.

Raman-O2-N2-CO2

Rückstreu-Spektrum von O2 und N2.

equation_2

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49 Kommentare
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  1. 1. die ueberschrift ist falsch! da es keinen treibhauseffekt in der erdatmosphaere gibt, gibt es auch keine treibhausgase. dies muesste der autor wissen. man spricht besser von waermerelevanten gasen, die einen einfluss auf das klima haben. die bezeichnung ‚klimagase‘ ist realistischer.
    2. ich bezweifele auch, das N2 und O2 einen einfluss auf die t° haben. das wichtigste waermebindende und waermeregulierende gas ist der wasserdampf in der luft. in wuesten und auch savannen in tropischen klimazonen, die keine luftfeuchtigkeit aufweisen und deshalb knochentrockene regionen sind, wird es nachts so kalt, das wasser zu eis gefriert. ein bekannter aus kasachstan, der in so einer region wohnte, wies mich mal darauf hin. auch in der sahara wird es nachts so kalt, dass wasser frieren kann.
    3. wenn O2 wirklich einen einfluss auf die temperatur hat, dann ist dies so gering, dass die diskussion darueber nicht lohnt.

  2. 3. wenn O2 wirklich einen einfluss auf die temperatur hat, dann ist dies so gering, dass die diskussion darueber nicht lohnt.

    Die Größe des Einflusses ist gering, der Effekt ist allerdings vorhanden und messbar. In der IR-Spektroskopie und Rahman-Spektroskopie. Die Behauptung, dass O2 kein THG ist und im langwelligen inaktiv stimmt daher nicht.

  3. Von dieser Annahme ging auch Stefan Rahmstorf aus, der in einem Spezial zum Klima-Quiz der AfD mit Harald Lesch darauf hingewiesen hat, dass zweiatomige Moleküle wie N2 und O2 im langwelligen Bereich nicht absorbieren können

    Er hat aber hinzugefügt, dass er vom Wärmestrahlungsbereich redet, also wohl der Bereich, der in Ihrem Bild mit Thermal (emitted) IR bezeichnet wird. Was auch der üblicherweise genutzten Definition der Treibhausgase entspricht.

    Aber wenn Sie schon mal eine andere Definition nehmen (und den Microwave-Bereich hinzunehmen): Wie stark wird denn die Abstrahlung in dem Bereich beeinflusst?

  4. @Marvin

    Haben Sie vermutlich noch nicht gelesen, da ich es gerade erst vor ihren Kommentar ergänzt habe.

    P.S.: Zudem zeigen neuste spektroskopische Untersuchungen mit einen Raman-Spektrometer, dass N2 und O2 auch bei 4,29 und 6,43 Mikrometer Wellenlänge mit der Wärmeabstrahlung der Erde interagieren. Das liegt mitten im Wärmeabstrahlungsspektrum der Erde und nicht in den Randbereichen.

    Und der Wärmeabstrahlungsbereich der Erde reicht von 1,1 Mikrometer bis cm-Mikrowellenbereich. Wird da die Ausstrahlung behindert, so hat das Einfluss auf den THE.

    Wenn Herr Rahmstorf und Sie das nicht verstehen, umso schlimmer.

  5. Michael Krüger schrieb am 9. April 2019 13:59:

    @Marvin

    Und der Wärmeabstrahlungsbereich der Erde reicht von 1,1 Mikrometer bis cm-Mikrowellenbereich. Wird da die Ausstrahlung behindert, so hat das Einfluss auf den THE.

    Wenn Sie das nicht verstehen, umso schlimmer.

    Woher nehmen Sie nur wieder das „nicht verstehen“? Habe ich irgendwo geschrieben, die würden nicht absorbieren oder keinen Einfluss ausüben? Ich wollte im Gegenteil mehr Informationen von Ihnen, um den Einfluss besser einschätzen zu können …

  6. (Es würde dem Beitrag helfen, wenn sie das Spektrum der Abstrahlung der Oberfläche mit darstellen würden.)

  7. Eine vielfach vorherrschende Meinung ist, dass die Hauptbestandteile der Luft, nämlich Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) keine Treibhausgase sind und somit nicht zum natürlichen Treibhauseffekt der Erde von rund 33°C beitragen können.“

    Alle Streu- und Absorptionsprozesse von Photonen tragen zum Treibhaus-Effekt bei, also auch Rayleigh-Streuung, Raman-Streuung, Brillouin-Streuung, usw. Das entscheidende Kriterium ist der Streu-Querschnitt (mittlere freie Weglänge). Und dieser ist für die genannten Prozesse vernachlässigbar. In der Physik sollte man mit Aussagen „gibt es nicht“, „verboten“, „verletzt das Prinzip der Energieerhaltung“ vorsichtig sein. Das Abstrahlverhalten (isotrop, anisotrop) spielt im Falle eines Treibhaus-Effektes auch eine Rolle. Ein weiterer interessanter Diskussionspunkt: warum absorbiert O2, nicht aber N2.

  8. ähmmm, kann es sein das alle Gase in der Atmosphaere aufgrund ihrer geringen Wärmeleitung den Transport von Wärme blockieren und damit Wärmeblockiergase sind?

    Ich dachte immer die Atmosphaere wirkt wie eine Bettdecke.

    Gehoert dazu nicht Sauerstoff und Stickstoff????

  9. #8 Werner S 9. April 2019 17:36

    das alle Gase in der Atmosphaere aufgrund ihrer geringen Wärmeleitung

    Für die Behinderung der Wärmeausbreitung ist eine Wechselwirkung (Absorbtion und Emission) des Wärmestroms mit dem Behinderer notwendig.

    Die Wärmeleitung spielt für den Treibhauseffekt kaum eine Rolle. Wesentlich ist die Strahlungswechselwirkung. Prinzipiell hat jedes Gas auch eine Strahlungswechselwirkung (zumindest schon allein durch die Maxwellverteilung), aber bei manchen Gasen ist die Wechselwirkung so gering, daß man von keiner Wechselwirkung spricht.

  10. Addendum zu #7
    In dieser Veröffentlichung wird begründet, warum Sauerstoff Mikrowellen absorbiert, Stickstoff aber nicht.

    J.H. van Vleck The absorption of Microwaves by Oxygen, Phys. Rev. 71,413 (1947)
    „Even though electrically non-polar, oxygen gas absorbs microwaves because the magnetic moment of the O2 molecule interacts with electromagnetic fields.“

  11. Bei den Aufzählungen „aller“ Treibhausgase ist wohl mal wieder das wichtigste Untergegangen 😀
    H2O in Form von Wasserdampf -- macht aber nix, ist ja dass wichtigste 😀

  12. Bei mir im Artikel nicht, aber bei den Ökokriegern. ☺

    @Ebel

    Wer spricht von keiner WW. Die Phys.-Prof. Rahmstorf und Lesch.

    Jeder Phys. weiß um diese WW.

  13. Wenn Weltexperten wie Rahmstorf und Lesch das nicht mal bekannt ist, dann gute Nacht Pisadeutschland.

  14. #11 Krishna Gans 10. April 2019 00:02

    Bei den Aufzählungen „aller“ Treibhausgase ist wohl mal wieder das wichtigste Untergegangen
    H2O in Form von Wasserdampf — macht aber nix, ist ja dass wichtigste

    Der größte Teil der Gegenstrahlung stammt zwar vom Wasserdampf -- aber als Treibhausgas spielt der Wasserdampf fast keine Rolle. Wasserdampf ist praktisch nur in der Troposphäre, in größeren Höhen ist er wegen der geringen Temperatur auskondensiert.

    Die Hauptrolle spielt die Kondensation des Wasserdampfes, die den trockenadiabatischen Temperaturgradienten von 9,8 K/km auf ca. 6,5 K/km erniedrigt. Auf die Höhe der Tropopause (wichtigstes Kriterium für die Größe der Oberflächentemperatur) hat der Wasserdampf fast keinen Einfluß.

  15. #12 Michael Krüger

    „Jeder Phys. weiß um diese WW.“

    Der Treibhaus-Effekt der Atmosphäre beruht im wesentlichen darauf, dass Materie Licht im langwelligen Bereich stärker absorbiert als im kurzwelligen. Das ist überraschend. Die Rayleigh-Streuung ist proportional zur Frequenz f^4 und die Thompson-Streuung (Streuung an freien Elektronen) proportional zu f². Ursache ist wohl die Besonderheit des gebundenen Zustands. Im Bohrschen Atom-Modell sind die Energie-Niveaus proportional zu 1/n². Dies führt dazu, dass die Abstände zwischen den Energieniveaus mit zunehmendem n abnehmen. Die Dichte der Absorptionslinien wird zum langwelligen Bereich hin größer. Grob gesagt ist der Treibhaus-Effekt eine Folge der Quantenmechanik.

  16. Eben. Und Herr Rahmstorf und Lesch sind theoretische Phys..

  17. Was bei dieser viel zu trockenen Klimaerwärmungsdebatte vergessen wird, ist das Geschlecht der Treibhausgase. Der Wasserdampf ist dabei genauso böse wie der Sauerstoff. Darauf wies das Bundesumweltamt in einer aktuellen Studie über die Gendergerechtigkeit als Beitrag zu einer erfolgreichen Klimapolitik hin:)(http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/gendergerechtigkeit-als-beitrag-zu-einer)

  18. Nicht mal ein Aprilscherz. Die meinen das ernst.

  19. Eine Sammlung von IR-Spektren von ausgewählten Gasen gibt es übrigens hier:

    http://www.ansyco.de/technologie/ir-spektren

  20. Aus dem Artikel:

    P.S.: Zudem zeigen neuste spektroskopische Untersuchungen mit einen Raman-Spektrometer, dass N2 und O2 auch bei 4,29 und 6,43 Mikrometer Wellenlänge mit der Wärmeabstrahlung der Erde interagieren. Das liegt mitten im Wärmeabstrahlungsspektrum der Erde und nicht in den Randbereichen.

    Ich war mal neugierig und habe nach der Quelle des Bildes gesucht, da keine Referenz abgegeben war und der Text unter der Grafik nicht in dem Papier auftaucht, aus dem die Grafik stammt. Die Quelle ist der Artikel „The gassy messenger: N2 and O2 are also greenhouse gases „. Dort kann man folgende Ergänzung lesen:

    I have been reviewing my observation and have since learnt that (and if I am not mistaken) a ’Raman shift wavenumber is not the same as an wavenumber, and so I may have got ahead of myself with my conclusion that the N2 Raman shift of 2331cm-1 (as shown in the figures below). In the name of science I took down my entry, I do not aim to mislead. The shift actually corresponds ( after a correction to do with the excitation frequency of the laser) to a wavelength of 263nm, nowhere near the thought 4 microns (in the mid infrared).

    War das ein „Ich google mal nach Argumenten und mache schnelle einen Screenshot ohne weiter nachzuprüfen“?

  21. @20 Marvin Müller

    Der Unterschied zwischen Raman- und IR-aktiven Molekülschwingungen wird hier erklärt. In dem zitierten Experiment wird ein UV-Laser verwendet und die Molekül-Anregung wird nicht als Absorptionslinie, sondern als Frequenzverschiebung des anregenden Laserlichtes (263 nm liegt im UV) beobachtet. Solche Raman-Anregungen gibt es natürlich auch, wenn eine IR-Lichtquelle verwendet wird. Leider ist aber der Wirkungsquerschnitt für solche Prozesse in der Regel sehr gering. Deshalb verwendet man zur Raman-Spektroskopie Laser als intensive Lichtquelle.

  22. Herr Berberich hat es richtig erklärt. Den Unterschied zwischen IR-Spektroskopie und Rahman-Spektroskopie.

  23. PS

    http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/Lehre/Spektroskopie/Raman/Raman.htm

  24. PPS

    https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11271

  25. Oder

    https://www.researchgate.net/figure/The-measured-Raman-spectrum-of-human-breath-loaded-in-the-HC-PCF-at-atmospheric_fig5_265345238

  26. Ergänzend noch zu Herrn Beberichs Kommentar:

    Sensitivity. Raman scattering intensity is proportional to λ-4 where λ is the laser wavelength. Thus an infra-red laser results in a decrease in scattering intensity by a factor of 15 or more, when compared with blue/green visible lasers.

    Die Rahman-Linien von O2, N2 und CO2 liegen dich beieinander. Bei 4-8 Mikrometer.

  27. bei irdischen Drücken von 1 bar und darunter ist die IR Aktivität von O2 extrem eingeschränkt, spielt für den Wärmehaushalt keine Rolle.
    Nicht so bei hohen Drücken, dann sind auch diese Moleküle stark IR aktiv.

  28. @Christian

    Ja, wegen der Druckverbreiterung/ Stoßverbreiterung der Absorptionslinien.

  29. P. Berberich schrieb am 10. April 2019 13:51:

    @20 Marvin Müller

    Der Unterschied zwischen Raman- und IR-aktiven Molekülschwingungen wird hier erklärt.

    Dort steht allerdings folgendes:

    Infrarotstrahlung wird dann absorbiert, wenn sich im Verlauf der Schwingung das elektrische Dipolmoment des Gesamtmoleküls ändert.

    Nur in diesem Fall beeinflusst das elektrische Wechselfeld der Strahlung das Molekül und verändert die Amplitude seiner Bewegungen. Deshalb sind IR-Spektren nur von heteronuklearen Molekülen beobachtbar, da homonukleare Moleküle kein Dipolmoment besitzen (Eine Ausnahme bildet das gewinkelte dreiatomige Ozon).

    Symmetrische zweiatomige Moleküle wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff liefern ein Raman-Spektrum aber kein IR-Spektrum.

    Folgt man Herrn Krüger, dann haben die keine Ahnung, wovon sie da reden. Oder die haben Recht und es ist doch eher wie in der ersten Grafik dargestellt wird -- O_2 strahlt nur im Ultraviaoletten und im Mikrowellenbereich.

  30. @Marvin

    Die Rahman-Streuungs-Intensität ist proportional zur Wellenlänge. Je kürzer die eingestrahlte Wellenlänge, desto höher die Intensität, der gestreuten Welle, je langwelliger, die eingestrahlte Wellenlänge, desto geringer die Intensität der gestreuten Welle. Der Rahman-Shift/ Rahman-Verschiebung bleibt dabei gleich und liegt mitten im IR-Spektrum bei O2, N2 und CO2.

    Also, die Wärmeabstrahlung der Erde wird an O2 und auch N2 und auch CO2 Rahman-Gestreut, mitten im IR. Natürlich auch das sichtbare Licht, UV, etc.

    Die IR-Abstrahlung der Erde wird also durch Rahman-Streuung durch O2, N2, etc. an der direkten Abstrahlung ins All behindert. Somit sind O2 und N2 auch treibhausaktiv.

  31. PS

    Marvin, haben Sie eigentlich die Links von mir dazu gelesen? Dort werden diverse Rahman-Spektren gezeigt, mit unterschiedlicher Eingans-Laser-Wellenlänge und selben Rahman-Shift für O2, N2 und CO2 mitten im IR. Also wird dort auch IR, mitten im IR gestreut. Allerdings mit geringerer Intensität als für kürzere Eingangswellenlängen.

  32. Michael Krüger 15. April 2019 11:50

    Marvin, haben Sie eigentlich die Links von mir dazu gelesen?

    Ja, habe ich. Auch in dem von Ihnen verlinkten Text der TU-Dresden steht:

    Symmetrische zweiatomige Moleküle wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, liefern ein Raman-Spektrum aber kein IR-Spektrum.

    Und es erklärt, dass es bei der Raman-Strahlung um eine Streuung (des kleinsten Teils) der eingetrahlten Strahlung handelt, die extra so gewählt wird, dass sie nicht von der gemessenen Substanz absorbiert wird. Bei Treibhausgasen geht es um Absorbtion und Emission der von der Erdoberfläche abgestrahlten langwelligen Infrarotstrahlung.

    Ich bin also weiterhin skeptisch, was die Argumentation mit der Raman-Strahlung angeht.

  33. #32 Marvin Müller

    °Symmetrische zweiatomige Moleküle wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, liefern ein Raman-Spektrum aber kein IR-Spektrum.°

    Dann fragen Sie mal die TU Dresden, warum in Bild 2 oben die atmosphärische Transmission im Sichtbaren am größten ist trotz Rayleigh-Streuung. In den „atmosphärischen Fenstern“ im IR ist sie geringer. Liefert die Stoß induzierte IR-Absorption doch einen kleinen Beitrag?

  34. P. Berberich 15. April 2019 13:13

    #32 Marvin Müller

    °Symmetrische zweiatomige Moleküle wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, liefern ein Raman-Spektrum aber kein IR-Spektrum.°

    Dann fragen Sie mal die TU Dresden, …

    Dieser Satz steht sowohl in dem von Ihnen empfohlenen Text als auch in dem von Herrn Krüger empfohlenen Text. Warum soll ich jetzt losgehen und zu einem von ihnen empfohlenen Text recherchieren?

  35. @Marvin

    Beim CO2 sehen Sie die unterschiedlichen Anregungszustände und Wechselwirkungen mit IR-Strahlung im IR-Spektrum und im Rahman-Spektrum.

    https://media.americanpharmaceuticalreview.com/m/28/article/37183-fig1.jpg

    Ist beim O2 und N2 genauso. Wobei O2 und N2 mitten im IR vor allen Rahman-WW zeigen.

    Bei Treibhausgasen geht es um Absorbtion und Emission der von der Erdoberfläche abgestrahlten langwelligen Infrarotstrahlung.

    Sehe ich nicht so. Es geht um Behinderung des Strahlungstransfers im IR. Der IR-Abstrahlung der Erde. Die Strahlungsflüsse sind entscheidend beim THE. Und Rahman-Streuung im IR hat nun mal einen Einfluss darauf.

  36. PS

    Gestreut wird im IR ja nicht nur nach oben, sondern auch nach unten. 😉

  37. Michael Krüger schrieb am 15. April 2019 13:46:

    Bei Treibhausgasen geht es um Absorbtion und Emission der von der Erdoberfläche abgestrahlten langwelligen Infrarotstrahlung.

    Sehe ich nicht so.

    dann sollten Sie vielleicht Ihren Text überarbeiten. Im Text steht, sie wollten zeigen, dass N_2 und O_2 im langwelligen (termalen) Bereich absorbieren können:

    zweiatomige Moleküle wie N2 und O2 im langwelligen Bereich nicht absorbieren können und somit auch nichts zum Treibhauseffekt der Erde beitragen können. Dies können nur drei- und mehr als dreiatomige Moleküle, wie CO2, H2O, O3, CH4 etc. gemäß Rahmstorf. Das dem nicht so ist, möchte ich hier aufzeigen.

    Daraus ist jetzt statt Absorbtion/Emission Streuung geworden.

  38. PPS

    Hier noch das Rückstreuungsspektrum von O2 und N2.

    https://www.herts.ac.uk/__data/assets/image/0014/53330/equation_2.gif

  39. @Marvin

    Das was Sie zitieren hat Rahmstorf gesagt. Stimmt aber auch nicht, da O2 im nahen IR und Mikrowellenbereich auch, wo die Erde Wärme abstrahlt, absorbiert und emittiert. Zudem gibt es ein Rück-Streuspektrum von O2 und N2 mitten im IR.

    Also hat Herr Rahmstorf zweifach keine Ahnung.

  40. Michael Krüger schrieb am 15. April 2019 14:20:

    @Marvin

    Das was Sie zitieren hat Rahmstorf gesagt.

    Das „Das dem nicht so ist, möchte ich hier aufzeigen.“ ist von Ihnen, oder?

    Stimmt aber auch nicht, da O2 im nahen IR und Mikrowellenbereich auch, wo die Erde Wärme abstrahlt, absorbiert und emittiert.

    Das könnte im einfachsten Falle eine verschiedene Interpretation des Bereiches sein, in dem die Erdoberfläche abstrahlt. Daher hatte ich ja in der #6 angemerkt, dass es sich vielleicht lohnen würde, das Spektrum, in dem die Erdoberfläche abstrahlt, mit einzuzeichnen. Oben ist der Bereich mit termal emitted IR bezeichnet und schliesst Mikrowllen nicht mit ein …

  41. #34: Marvin Müller:

    „Dieser Satz steht sowohl in dem von Ihnen empfohlenen Text als auch in dem von Herrn Krüger empfohlenen Text. Warum soll ich jetzt losgehen und zu einem von ihnen empfohlenen Text recherchieren?“

    Ich möchte Sie nicht verletzen. Aber es ist doch eine interessante Beobachtung, dass die atmosphärischen Fenster im IR eine geringere Transmission haben als das Fenster im Sichtbaren, obwohl die Rayleigh-Streuung proportional zu f^4 ist.

  42. P. Berberich 15. April 2019 15:07

    #34: Marvin Müller:

    „Dieser Satz steht sowohl in dem von Ihnen empfohlenen Text als auch in dem von Herrn Krüger empfohlenen Text. Warum soll ich jetzt losgehen und zu einem von ihnen empfohlenen Text recherchieren?“

    Ich möchte Sie nicht verletzen.

    Da das auch nur eine höfliche Umschreibung für „Sie haben ja keine Ahnung ist“, können Sie sich diesen rhetorischen Satz auch sparen. Für mich wirkt das eigenartig, wenn Sie mir einen Text nahelegen, der etwas erklärt, mir dann aber mit diesem verklausulierten Vorwurf kommen, wenn ich den Text ernst nehme.

  43. 42 Marvin Müller

    „Sie haben ja keine Ahnung…“

    Ich habe keine Ahnung. Ich suche nach einer Erklärung für die in #33 beschriebene Beobachtung. Optionen: (a) Die Beobachtung ist falsch, (b) Es liegt an der Druckverbreiterung der IR-Absorptionslinien, (c) Collision induced IR absorption, (d) Sonstiges.

    Wie schon Christian in #27 erwähnte, gibt es die sog. collision induced IR absorption (Siehe z.B. C. Richard 2012, New section of the HITRAN database: Collision-induced absorption).

  44. Das mit den Kollisionen ist korrekt.

    Specifically, through the inelastic collision with O2 or N2 molecules, laser photons lose a quantized amount of energy through the excitation of the fundamental ν1←0 rotational-vibrational (rovibrational) modes of these diatomic molecules.

  45. P. Berberich schreib am 17. April 2019 13:14:

    42 Marvin Müller

    „Sie haben ja keine Ahnung…“

    Ich habe keine Ahnung.

    Das ist sehr ungünstig zitiert. Wer meinen Originalkommentar nicht liest, bekommt da den Eindruck, ich hätte Ihnen vorgeworfen, keine Ahnung zu haben. Ich nehme nicht an, dass das Absicht war und würde Sie bitten, sowas zu vermeiden.

    Ich suche nach einer Erklärung für die in #33 beschriebene Beobachtung. … Wie schon Christian in #27 erwähnte, gibt es die sog. collision induced IR absorption

    Das finde ich ja in Ordnung. Sie brachten den Einwand allerdings, als ich gefragt wurde, ob ich die Artikel zur Raman-Strahlung gelesen habe. Und dort ging es nicht um Collusion induced absorption …

    Vielleicht korrigiert mich ja jemand, falls ich falsch liege:
    * gestartet sind wir mit Herr Krüger möchte zeigen, dass O_2 und N_2 im langwelligen Infrarot absorbieren
    * wir haben einen Umweg über Ramanstrahlung gemacht (belegt mit einem screenshot eines Blog-Eintrages), die aber nichts mit Absorbtion/Emission zu tun hat
    * sind jetzt bei Collusion induced absorption abgekommen, wovon im Artikel keine Rede war
    Ist das so korrekt?
    Kann denn jemand inzwischen etwas zu meiner Frage in #3 sagen: „Wie stark wird denn die Abstrahlung in dem (langwelligen) Bereich beeinflusst?“. Die einzige Aussage dazu war bisher von Christian:

    bei irdischen Drücken von 1 bar und darunter ist die IR Aktivität von O2 extrem eingeschränkt, spielt für den Wärmehaushalt keine Rolle.

  46. Immer wieder verwunderlich in der Debatte mit Klimaschützern finde ich, dass diese … sich auf Gogglen … voll und ganz verlassen

    Bin ich eigentlich der einzige, der es etwas ironisch findet, dass dieser Satz unter dem Screen-Shot eines Blogeintrages (aus der Rubrik „refuting the greenhouse effect.“) steht?

  47. @Marvin

    Diverse Raman-Spektren mit verschiedenen Lasern bei O2 und N2 und auch CO2, mit Streuung mitten im IR hatte ich Ihnen doch gezeigt. Nicht nur das im Blogbeitrag gezeigte. Und auch die Absorption von O2 im nahmen IR und Mikrowellenbereich, dort wo die Erde Wärme abstrahlt?

    Und richtig, die Stöße mit Photonen und anderen Luftmolekülen, die gibt es auch noch, als WW durch O2 und N2.

    Mir erschließt sich nicht, warum Sie hier rummaulen? Vielleicht weil Sie etwas ärgert? Vielleicht sollten Sie bei dem Wetter mal raus gehen und nicht griesgrämig sich in Wortklauberei verlieren. Es ändert ja an den Tphysikalischen Tatsachen nichts.

  48. Bin ich eigentlich der einzige, …

    1. Ja.
    2. Das sollte Ihnen zu Denken geben.

  49. Aufgefischt!

    Enhancement of the Raman Effect by Infrared Pumping
    V. Yu. Shishkov, PRL 122,153905 2019

    „We propose a method for increasing Raman scattering from an ensemble of molecules by up to 4 orders of magnitude. Our method requires an additional coherent source of IR radiation with the half-frequency of the Stokes shift. This radiation excites the molecule electronic subsystem that in turn, via Fröhlich coupling, parametrically excites nuclear oscillations at a resonant frequency. This motion is coherent and leads to a boost of the Raman signal in comparison to the spontaneous signal because its intensity is proportional to the squared number of molecules in the illuminated volume.“

    Vielleicht ist dies die Lösung zur Reduzierung der Erderwärmung durch die Treibhausgase. Leider ist die IR-Strahlung der Erde nicht kohärent.

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