CO2! Strahlt es, oder strahlt es nicht?

23. Dezember 2018 | Von | Kategorie: Artikel, Daten, Klimawandel

Spektrum

Kann CO2 in der unteren Atmosphäre strahlen, oder kann es das nicht? Das ist eine entscheidende Frage in der Debatte um den Treibhauseffekt? Ein beliebtes Argument einiger „Klimaskeptiker“ ist, dass CO2 in der unteren Atmosphäre nicht strahlen könne, da zuvor durch abregende Stöße/ Stoßentspannungen mit den umgebenden Luftmolekülen das CO2-Molekül seine Anregungsenergie verlieren würde und somit nicht mehr strahlen kann. Die Anregungsenergie des CO2-Moleküls wird dabei vollständig in kinetische Energie (Bewegungsenergie) der Luftmoleküle umgesetzt, also Wärme. Dieses Prozess wird als Thermalisierung bezeichnet. Die warme Luft wird durch Konvektion dann in höhere Luftschichten abtransportiert und kühlt sich dabei ab. So die Theorie einiger „Skeptiker“.  Der Frage, inwieweit das stimmen kann, möchte ich hier nachgehen.

Schauen wir uns den Prozess der „Thermalisierung“ einmal genauer an.

Die von der Erdoberfläche abgestrahlte langwellige IR-Strahlung führt durch Strahlungsabsorption in der Atmosphäre bei Wasser, CO2 und anderen Treibhausgasen zu angeregten Molekülzuständen. CO2 absorbiert vor allem im Bereich von 15 µm Wellenlänge (= Wellenzahl 670) die Strahlungsenergie. Dieser angeregte Zustand hat eine Verweildauer im Milli- bis Mikrosekundenbereich (Tausendstel bis Millionstel Sekunde), bis das Molekül durch Strahlungsemission (Abgabe der zuvor aufgenommenen Strahlungsenergie) spontan wieder in den Grundzustand zurückkehrt. Die Zeit scheint zunächst sehr kurz zu sein, sie ist aber lang genug, so dass Kollisionen mit Nachbarmolekülen statt finden können.

Ist die Verweildauer länger als die Kollisionszeit (Zeit für die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit einem anderen Teilchen), wird die absorbierte Energie in der Regel nicht abgestrahlt sondern durch Kollision an andere Teilchen übertragen. Durch Zusammenstöße erhöht sich dabei die Geschwindigkeit der Moleküle, was gleichbedeutend mit einer Temperaturerhöhung ist. Das ist vor allem in der unteren Atmosphäre der Fall. In der unteren Atmosphäre herrscht eine hohe Teilchendichte und Teilchengeschwindigkeit vor und die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit dem umgebenden Luftmolekülen ist hundertfach höher als die einer Strahlungsemission. Erst mit zunehmender Höhe (die Luft wird dünner und kälter und die Teilchendichte sowie die Teilchengeschwindigkeit geringer) steigt die Wahrscheinlichkeit für eine Strahlungsemission. Typische Verweildauern (Lebensdauern) der angeregten Zustände und die mittleren Stoßzeiten bei atmosphärischen Druckverhältnissen in Abhängigkeit der Wellenlänge zeigt die folgende Abbildung.

stosszeit_480

Wahrscheinlichkeit spontane Emission/ Zusammenstöße: Unter den atmosphärischen Druckverhältnissen stoßen Luftmoleküle nach einer Zeit von 10^-10 bis 10^-8 Sekunden zusammen. (Grauer Bereich). Treibhausgase absorbieren IR-Strahlung (im Bereich 1 – 100 Mikrometer) und werden dabei angeregt. Die Lebensdauer des angeregten Zustandes beträgt in Abhängigkeit von der Wellenlänge zwischen 10^-7 und 10^-1 Sekunden, ist also länger als die Kollisionszeit. Spontane Emission findet daher kaum satt, sondern es kommt durch Kollisionen zu einer Lufterwärmung. Die physikalischen Grundlagen zum Prozess der Lufterwärmung findet man u.a. unter dem Stichwort Photoakustik. Erstmals beschrieben wurde der sogenannte photoakustische Effekt 1880 von Alexander Graham Bell.

Soweit sogut. Was die Skeptiker dabei allerdings vergessen, neben den abregenden/ deaktivierenden Stößen gibt es auch anregende/ aktivierende Stöße.

Bei hohen Drücken, großen Teilchendichten und somit hohen Stoßraten, wie sie in der unteren Atmosphäre vorherrschen, bildet sich ein Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht aus (LTE). Das LTE liegt im größten Bereich der Erdatmosphäre vor. Erst in sehr großen Höhen, wo wegen des geringen Drucks die Stoßhäufigkeiten sehr gering sind liegt kein LTE mehr vor. Im Thermodynamischen Gleichgewicht (TE) stehen alle Prozesse im Gleichgewicht, u.a. auch die Raten von abregenden und anregenden Stößen und die Raten der Absorption und Emission. Selbes gilt für das lokal begrenzte LTE.

Liegt ein LTE vor, wie es in der unteren Atmosphäre der Fall ist, so ist in jeder Reaktion der links stehende Prozess mit seinem rechts stehenden inversen Prozess im Gleichgewicht. Man spricht daher auch von einer detaillierten Bilanz (oder einem detaillierten Gleichgewicht), die/ dass u.a. besagt, dass für je zwei Energieniveaus des Atoms die Zahl der abregenden Stöße pro Sekunde gleich ist der Zahl der anregenden Stöße. Die Stoßraten für abregende und anregende Stöße sind folglich gleich.

n2 * S21 = n1 * S12

Selbes gilt für die Strahlung, für die das Strahlungsgleichgewicht gilt. Die Raten von spontaner Absorption und spontaner Emission sind gleich. Es werden genauso viel Photonen absorbiert, wie emittiert.

n1 * A12 = n2 * A21

Weiter gelten die Maxwellverteilung, die Boltzmannbesetzung und das kirchhoffsche Strahlungsgesetz.

Diese gundlegenden Gesetzte der Thermodynamik würden nicht gelten, wenn die löschenden Stöße den Stoßanregungen überwiegen würden und die Strahlungsabsorptionen den Strahlungsemissionen, also ein lokales thermodynamisches Ungleichgewicht vorherrschen würde (Non-LTE). Die Physik der unteren Atmosphäre wäre mit dem Modell der „Thermalisierung“ hinfällig. Es müssten Abweichungskoeffizienten definiert und eingeführt werden, damit die genannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten wieder ihre Gültigkeit hätten. Das ist zum Glück in der unteren Atmosphäre nicht der Fall.

Das thermodynamische Gleichgewicht (TE) und das lokale thermodynamische Gleichgewicht (LTE)

1. Im TE gelten die Maxwellverteilung, die Boltzmannbesetzung und das kirchhoffsche Strahlungsgesetz, sowie das Plancksche Strahlungsgesetz und das Stefan-Boltzmann Gesetz.

2. Im LTE gelten die Maxwellverteilung, die Boltzmannbesetzung und das kirchhoffsche Strahlungsgesetz, nicht mehr gelten hingegen das Plancksche Strahlungsgesetz und das Stefan-Boltzmann Gesetz.

Die Strahlung beim LTE ist daher nicht die Schwarzkörperstrahlung des TE, sondern eine Linienstrahlung. Die Linienstrahlung kann in engen Spektralbereichen die Werte der Schwarzkörperstrahlung erreichen. Genau das wird auch in den Messungen beobachtet.

Es gilt: Dort wo Treibhausgase gut absorbieren, dort emittieren/ strahlen sie auch gut ab. CO2 absorbiert bei 15 µm Wellenlänge (= Wellenzahl 670) besonders gut die von der Erde abgestrahlte Wärmestrahlung (Absorption = 1, Transmission = 0) und emittiert/ strahlt dort auch entsprechend gut wie ein Schwarzer Körper (Emission = 1). Das kann man nicht nur im Labor messen, sondern auch mit Infrarotspektrometern vom  Weltall und Boden aus.

satellite-ground-ftir2

Die Abbildung zeigt vom Weltall/ Satelliten (oberen Teil der Abbildung) und vom Erdboden (unterer Teil der Abbildung)  aus gemessene IR-Strahlungsspektren mit einem Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR). Vom Satelliten aus sieht man den CO2-Absorptionstrichter bei 15 µm Wellenlänge (= Wellenzahl 670). Das CO2 strahlt dort mit einer Abstrahlungstemperatur (entsprechend eines Schwarzen Körpers/ unterlegte, gestrichelte Kurven) von 215 K = -58°C  in den Weltraum ab. Das entspricht der Schwarzkörper-Abstrahlung aus der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre. Vom Erdboden aus sieht man die starke Rückstrahlung/ Gegenstrahlung des CO2 bei 15 µm Wellenlänge (= Wellenzahl 670). Das CO2 strahlt dort zur Erde zurück, wie ein Schwarzer Körper mit der Temperatur der bodennahen Atmosphäre.

Gasstrahlung2

Die Gasstrahlung von CO2 und Wasserdampf

Gase wie CO2 und Wasserdampf sind sog. selektive Wärmstrahler und strahlen nicht in einem kontinuierlichen Spektrum ab, wie z.B. Festkörper, sondern in sog. Strahlungs-Banden. Siehe Gasstrahlung. CO2 emittiert/ stahlt bei 15 Mikrometer Wellenlänge (entscheidend für den Treibhauseffekt durch CO2 in unserer Atmosphäre) mit einen Emissionsgrad von ~ 1 ab. Also wie ein sog. Schwarzer Körper. Oben zu sehen, dass Emissionsspektrum von CO2 bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck nach Eckert von 1937. Die Grundlagen der Gasstrahlung, dass Emissionsspektrum von CO2 und der Emissiongrad von CO2 sind also spätestens seit 1937 gut bekannt. Sog. Treibhausgase wie CO2 und Wasserdampf und auch Wolken führen durch ihre Absorptions- und Strahlungseigenschaften von Wärmestrahlung dazu, dass wir eine Differenz von ca. 33°C zwischen Erdoberfläche und 70 km Höhe messen.

Unmittelbare Messungen der Gesamtstrahlung von Wasserdampf und Kohlensäure (CO2) stammen von E. SCHMIDT, HOTTEL und MANGELSDORF, E. SCHMIDT und ECKERT, ECKERT sowie von HOTTEL und EGBERT.

SCHMIDT, E.: Messung der Gesamtstrahlung des Wasserdampfes bei Temperaturen bis 1000° C. Forsch. Ing.-Wes. 3 (1932) 57/70.

HOTTEL, H. C., u. H. G. MANGELSDORF: Heat transmission by radiation from nonluminous gases. Experimented study of carbon dioxyde and water vapor. Trans. Amer. Inst. Chem. Engrs. 31 (1935) 517/549.

SCHMIDT, E., u. E. ECKERT: Die Wärmestrahlung von Wasserdampf in Mischung mit nichtstrahlenden Gasen. Forsch. Ing.-Wes. 8 (1937) 87/90.

ECKERT, E.: Messung der Gesamtstrahlung von Wasserdampf und Kohlensäure in Mischung mit nichtstrahlenden Gasen bei Temperaturen bis zu 1300° C. VDI-Forsch.-Heft Nr. 387. Berlin 1937.

HOTTEL, H. C., u. R. B. EGBERT: Radiant heat transmission from water vapor. Trans. Amer. Inst. Chem. Engrs. 38 (1942) 531/568.

Gasstrahlung in der Wärmetechnik

Auch den Wärmetechnikern und Heiztechnikern ist die Wärmestrahlung von Gasen wie Wasserdampf und CO2 gut bekannt. Im Lehrbuch „Wärmeübertragung: Grundlagen, analytische und numerische Methoden“ findet sich folgende Beschreibung zur Gasstrahlung von H2O und CO2.

Gasstrahlung

Das Emissionsvermögen von Wasserdampf und Kohlendioxid ist in den folgenden Abbildungen dargestellt. Die Werte stammen von Lallemant et al.. Bei kurzwelliger Strahlung und hoher Temperatur geht das Emissionsvermögen gegen Null, da Kohlendioxid keine Absorptionsbanden von weniger als 2 μm aufweist. Die größte Absorptionsbande von Kohlendioxid liegt im Bereich von 12 bis 18 µm. Nur diese Bande ist für die Strahlung in der Atmosphäre von Bedeutung. Daher zeigt der Emissionsgrad bei einer Temperatur von etwa 250 K ein Maximum. Bei Wellenlängen über 18 μm hat Kohlendioxid keine Banden, daher geht der Emissionsgrad bei Temperaturen unter 70 K und extrem langwelliger Strahlung zurück.

ecosystem-ecography-emissivity-water-S5-012-g008ecosystem-ecography-emissivity-carbon-S5-012-g010

Wasserdampf und CO2 strahlen unter atmosphärischen Bedingungen und Bodendruck also Wärmestrahlung im IR ab. Die Bedingungen des LTE sind erfüllt und somit sind auch die dafür genannten Gesetze der Thermodynamik anwendbar.

LTE liegt z. B. im größten Bereich der Erdatmosphäre vor. Erst in sehr großen Höhen, wo wegen des geringen Drucks und geringen Dichte die Stoßhäufigkeiten sehr gering sind, werden die Abweichungen von der Boltzmann-Statistik wesentlich, und es liegt kein LTE mehr vor.

Die von der Erdoberfläche ausgehende Infrarotstrahlung wird von den Treibhausgasen in der Troposphäre schon (nahezu) vollständig absorbiert und kann daher die Stratosphäre und die dort vorhandenen infrarotaktiven Treibhausgase nicht mehr erreichen. Doch sie werden trotzdem noch durch Zusammenstöße mit benachbarten Molekülen anderer Atmosphärengase angeregt. Da die Luft in dieser großen Höhe schon sehr dünn ist, strahlen sie einen Großteil der so gewonnenen Energie in den Weltraum ab, bevor diese durch erneute Zusammenstöße wieder an die Stratosphäre zurückgegeben werden kann. So geht die Energie unwiderruflich verloren und die Stratosphäre kühlt ab. Dieses Abkühlungseffekt nimmt mit einer steigenden CO2-Konzentration zu und ist sowohl in der Stratosphäre, also auch Mesosphäre zu beobachten.

Das ist durch Messungen gut belegt. Z.B. hier (Quelle: von Savigny):

Mesosphaere-Temp

Die isotherme Atmosphäre ohne Wärmeabstrahlung der Treibhausgase

Der Weltklimarat IPCC (WG I) schreibt in seinen Klimabericht von 2001 auf Seite 90.

Note that it is essential for the greenhouse effect that the temperature of the lower atmosphere is not constant (isothermal) but decreases with height.

Zu beachten ist, für den Treibhauseffekt entscheidend ist, dass die Temperatur der unteren Atmosphäre nicht konstant ist (isotherm), sondern mit der Höhe abnimmt.

Würden die Treibhausgase keine Wärme abstrahlen können, gäbe es keinen sog. Treibhauseffekt und wir hätten eine isotherme Atmosphäre mit nahezu konstanter Temperatur. Erst durch die Wärmeabstrahlung der Treibhausgase nimmt die Temperatur nach oben hin ab. Stickstoff und Sauerstoff, die Hauptbestandteile der Luft, können keine Wärme abstrahlen. Dies können nur die sog. Treibhausgase.

PS: Emissiongsgrad von CO2 (Werte von 1954, 1967, 1972, 1976 und 1978)

1-s2.0-S0010218014002739-gr5

PPS: Emissionsgrad von H2O und CO2 (Werte von 1932 und 1937)

Emissivity-CO2-H2O-30er

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183 Kommentare
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  1. @Micha
    Ende 2. Absatz: „statt “ statt „satt“

  2. Hallo an die Fachleute. Es ist mir klar, dass es überall lokal in den versch. Schichten der Atmosphäre zu einem thermodynamischen Gleichgewicht kommen und dass sich das CO2 überall gleich verhalten muss. Letztlich ist es aber doch eine Frage wie das große thermodynamische Ungleichgewicht, nämlich: -bestrahlte erwärmte Erdoberfläche, Atmosphäre, eiskaltes Weltall -- sich dynamisch ins Fließgleichgewicht bringt.
    Fragen:
    1) Irgendwo habe ich gelesen, dass in der unteren Atmosphäre mit weit über 90% die Wärme durch Konvektion nach oben abtransportiert wird. Insofern spielt hier also doch wohl die Konzentration der Treibhausgase kaum eine Rolle, ob (Schwarzkörperstrahlung oder Bandenstrahlung)? Oder?. Über der Troposphäre übernehmen dann irgendwann die Strahlungseffekte die Hauptrolle.
    2) Wird dabei eigentlich berücksichtigt, dass je höher man kommt, die Abstrahlungsrichtung zurück zur Erde immer mehr von 50% Anteil abweicht? Spielt dieser rein geometrische Effekt eine nennenswerte Rolle?

  3. @Stephan Kaula

    Hier die Strahlungsflüsse in der Atmosphäre.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/10/THE-Strahlungsfluss.jpg

    Hier die Emissionslinienentstehung von THG bei unterschiedlicher Konzentration in unterschiedlicher Höhe.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/11/Emissionslinien.jpg

    Hier die Entstehung des Temperaturprofils und Temperaturgradienten in Strahlungs-Konvektions-GG. Die Strahlung spielt dabei die übergeordnete Rolle.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/11/ManabeWetherald1967c.jpg

  4. Ergänzung zum Nimbus-Bild(Spektrogramm):
    In der Mitte des CO2-Trichters (15 µm) ist eine Intensitäts-(Temperatur)spitze (von uter 200K auf über 230 K). Das resultiert daras, daß die CO2-Bande ein Linienspektrum, wobei die Linie mit der kürzesten Absorptionslänge in der MItte ist und nur bis in die warme Ozonschicht reicht, während die Absorptionslängen der Absorptionslinien daneben tiefer bis in die kältere Stratosphäre reichen.

  5. #2 Dr. med. Stephan Kaula 23. Dezember 2018 16:28

    Insofern spielt hier also doch wohl die Konzentration der Treibhausgase kaum eine Rolle, ob (Schwarzkörperstrahlung oder Bandenstrahlung)?

    Richtig. Untere Atmosphäre ist mit der Tropospäre zu spezifizieren -- deswegen auch der fast konstante Temperatugradient.
    #3 Michael Krüger 23. Dezember 2018 17:35

    Hier die Entstehung des Temperaturprofils und Temperaturgradienten in Strahlungs-Konvektions-GG. Die Strahlung spielt dabei die übergeordnete Rolle.

    Das ist genauer zu spezifizieren. In der Stratosphäre spielt das Strahlungsgleichgewicht die bestimmende Rolle, in der Troposphäre ist die adiabatische Konvektion bestimmend. Hätten wir keine Konvektion, wäre die Oberflächentemperatur statt ca. 288 K rund 330 bis 350 K.

  6. Ergänzung zu

    Die warme Luft wird durch Konvektion dann in höhere Luftschichten abtransportiert

    Wobei mit zunehmender Höhe die Konvektion abnimmt. Wenn die Oberflächentemperatur zunimmt, nimmt die Konvektion zu und die Luft kommt erst in einer größeren Höhe zum Stillstand, d.h. die Tropopause steigt.

    Dabei ist die Höhe der Tropopause ein Huhn-Ei-Problem. Die Tropopause ist dort, wo der Temperaturgradient in der Stratosphäre über den adiabatischen Wert steigen würde (Schwarzschild 1906: über die Stabilität des Strahlungsgleichgewichts).

  7. Ergänzung zu

    und die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit dem umgebenden Luftmolekülen ist hundertfach höher als die einer Strahlungsemission.

    Dabei ist die Strahlungsemission von der Temperatur bestimmt. Die Menge der Zusammenstöße spielt dabei keine Rolle.

  8. Ergänzung zu

    Die von der Erdoberfläche ausgehende Infrarotstrahlung wird von den Treibhausgasen in der Troposphäre schon (nahezu) vollständig absorbiert und kann daher die Stratosphäre und die dort vorhandenen infrarotaktiven Treibhausgase nicht mehr erreichen. Doch sie werden trotzdem noch durch Zusammenstöße mit benachbarten Molekülen anderer Atmosphärengase angeregt.

    Ergänzen ist das, was Sie später schreiben:

    Es gilt: Dort wo Treibhausgase gut absorbieren, dort emittieren/ strahlen sie auch gut ab.

    So nimmt nach oben laufend die Konvektion ab. Die latenten und sensiblen Wärmeströme werden mit zunehmender Höhe immer mehr in Strahlung umgewandelt.

    Es gibt also keinen Zwischenbereich mit erhöhter Konvektion.

  9. Und täglich grüßt das Murmeltier ……

    Seit wann schon?

    Seit ca 20 Jahren, oder gar 30 ?

    Da basteln sich Menschen, von denen man meinen müßte, sie hätten einen gesunden Menschenverstand ,
    aus diversen Mittelwerten eine Erdkugel, die mit der Realität, nichts , aber auch gar nichts, gemein hat.
    Danach werden die physikalischen Gesetze so verbogen, dass sie dieses Monstrum auch noch beweisen sollen.
    Was hat unser Astro-Alex von sich gegeben?
    Er hat sich bei den Enkeln für diesen Zustand der Erde entschuldigt -- was für ein Heuchler!
    Unsere Enkel werden bald Lachkrämpfe bekommen, über diese „wissenschaftlichen“ Debatten!

    Frohe Weihnachten an alle!

  10. „Frohe Weihnachten an alle!“

    Ja, auch von mir!

  11. @Eugen

    Es geht hier um die Gasstrahlung von H2O und CO2. Und das Emissionsvermögen von H2O und CO2, was seit den 1930er Jahren gut belegt ist.

    Und Gerst ist ein toller Schauspieler, da gebe ich Ihnen Recht. Und als Geophysiker und Vulkanologe wäre er vermutlich arbeitslos. In den Bereich gibt es etliche Absolventen, die nach einen Job suchen und keinen finden. Die meisten gehen ins Ausland, oder wechseln den Job.

    An der Uni und am DLR stellen die auch nur Leute an, die das Lied mitsingen. Denn dafür gibt es Forschungsgelder.

  12. Hallo nochmal und Danke für die ausführlichen Antworten.und hoffe auf Geduld für eine weiteer feiertagliche Frage.

    1) Wie ist das mit der Konzentration von CO2 und H2O in Abhängigkeit von der Höhe? Ersteres ist ja relativ schwer, letzteres eher leicht, somit müsste CO2 ja in höheren Atmosphärenschichten im Verhältnis deutlich abnehmen und dadurch noch weniger Einfluss in der Strahlungsbilanz haben (H2O dominiert ja). In dem Diagramm Manbe/Wetherald werden ja extrem unterschiedliche CO2 Konzentrationen angeboten und erklären die Abkühlung der Stratosphäre mit steigendem CO2. Weist das auf ein sich selbst stabilisierendes Fließgleichgewicht des Wärmeflusses von der Erdoberfläche bis ins All hin oder das Gegenteil? Das ist mir nicht klar, die Abkühlung müsste ja eher auf eine Verminderung der Abstrahlung hinweisen, oder?

    Und können Sie mir die wichtigsten atmosphärenphysikalischen Argumente gegen einen sich selbst verstärkenden Erwärmungseffekt nennen?

    .

  13. @Stephan Kaula

    Hier die gemessene CO2-Konzentration in der Atmosphäre.

    https://klimakatastrophe.files.wordpress.com/2014/01/co2-profil.gif

    https://klimakatastrophe.files.wordpress.com/2014/01/pyf_compa_co2.png

    Hier noch mal die Entstehung des Temperaturprofils und -gradienten in Strahlungs-Konvektions-GG.

    https://klimakatastrophe.files.wordpress.com/2008/12/dwd2002.jpg?w=700

    Argumente gegen einen selbst verstärkenden Erwärmungseffekt sind, dass man den nie auf der Erde beobachtet hat. Klimasensitivität und Feedbacks wie Wasserdampf, Wolken, Eisalbedo werden in den Klimamodellen einfach zu hoch angesetzt. Durch Verwitterung wird der Atmosphäre zudem CO2 entzogen.

  14. PS

    Hier noch die Kühlraten von CO2 und H2O:

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/09/LW-Spectral-Cooling3.jpg

  15. #12 Dr. Stephan Kaula 26. Dezember 2018 05:55
    Wie ist das mit der Konzentration von CO2 und H2O in Abhängigkeit von der Höhe?
    Selbst durch geringe Konvektion kommt es wird Co2 in der Atmosphäre gut durchgemischt, dehalb sind die Höhenänderungen der CO2-Konzentration sehr gering.

    Duch die Kondensierbarkeit des Wasserdampfes ist die Höhenabhängigkeit der Wasserdampfkonzenzentration indirekt vom Höhenabhängigkeit der Temperatur gegeben.

    Und können Sie mir die wichtigsten atmosphärenphysikalischen Argumente gegen einen sich selbst verstärkenden Erwärmungseffekt nennen?

    Von der Funktionsweise des Treibhauseffektes kann das nicht passieren. Die Temperaturen sind fast näherungsweise stationär -- also muß die durchschnittlich abgestrahlte Energie fast gleich der absorbierten sein. Am oberen Rand der Atmosphäre ist noch keine Gegenstrahlung, deshalb ist oben die Intensität von Auf- und Abwärtsstrahlung gleich und gleich der Solarstrahlung. Durch die Absorption werden die Treibhausgase wärmer und durch die warmen Treibhausgase kommt abwärts zur Solarstrahlung noch die Zusatzstrahlung der warmen Treibhausgase. Die Intensität dieser Zusatzstrahlung hängt von der Konzentration der Treibhausgase ab. Durch die Absorption der Treibhausgase nimmt nach unten die Temperatur der Atmosphäre zu. Wenn dabei der Temperaturgradient genügend groß wird, setzt die Konvektion ein und wir sind in der Troposphäre.

    Die Oberflächentemperatur ist nichts Eigenständiges, sondern Folge von Solar- und Zusatz-(Gegen)strahlung. Da gibt es keine Ursache für

    einen sich selbst verstärkenden Erwärmungseffekt

    .

  16. „Durch die Absorption werden die Treibhausgase wärmer und durch die warmen Treibhausgase kommt abwärts zur Solarstrahlung noch die Zusatzstrahlung der warmen Treibhausgase.“

    Gaga…

  17. „Durch die Absorption werden die Treibhausgase wärmer und durch die warmen Treibhausgase kommt abwärts zur Solarstrahlung noch die Zusatzstrahlung der warmen Treibhausgase.“

    Der Weihnachstmann läßt grüssen!! Selten so gelacht!

  18. #17 Eugen Ordowski 27. Dezember 2018 15:31

    Der Weihnachstmann läßt grüssen!! Selten so gelacht!

    Sie können gern den richtigen Sachverhalt mit eigenen Worten erklären.

  19. @Eugen

    Eckert hat das 1937 schon gemessen, dass CO2 unter Atmosphärenbedingungen Wärmestrahlung emittiert. Hier seine Messwerte zum Emissionsgrad.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2018/12/Emissivity-CO2-H2O-30er-768x320.jpg

    Eckert kommt 1937 auf einen Emissionsgrad von 0,14, also 14% bei 300 K und 65 cm Atmosphäre bei CO2. Heute sind die Werte nur unwesentlich davon abweichend.

  20. @ Ebel #18

    Sehr geehrter Herr Ebel,
    aus Ihren vielen Kommentaren konnte ich feststellen, dass Sie nur Ihren eigenen Worten Glauben schenken.
    Also, erspare ich mir hier eine Erwiderung -- da die ja von sehr vielen Leuten schon publiziert worden ist.

    Aber vielleicht ein Tipp. Ob an Ihren theoretischen Berechnungen vielleicht doch etwas dran ist, können Sie leicht
    überprüfen. Gehen Sie einmal zu einem Hersteller von CO2 Lasern. CO2 Gas hat er auch genügend.
    Jetzt können Sie einfach experimentieren -- mal mit mehr CO2, mal mit weniger -- mal wärmer , mal kälter.
    Laser immer vom Leistungsnetz getrennt!

    Mit einen Strahlungsdetektor können Sie am Laserausgang fast jedes Photon messen! (es müsste ja nach Ihrer Meinung dauernd zu Spontanemissionen kommen).

    Und was werden Sie feststellen müssen?
    Erst wenn Sie den Laser mit sehr viel Energie versorgen, beginnt das CO2 Gas zu strahlen!

    Diese Energie existiert nicht in der Atmosphäre -- auch wenn Sie meinen, keiner versteht die Physik besser , als Sie!

  21. @Eugen

    CO2-Laser haben bis 4-5 kW-Laser-Leistung.

    https://www.roth-effinger.de/fertigung-maschinen-projekte/laserschneiden-co2/

    Die Atmosphäre strahlt nur mit etwa 300 Watt zurück. Wobei H2O den Hauptteil ausmacht.

  22. „CO2! Strahlt es, oder strahlt es nicht?“

    Mich stört, dass die Diskussion immer auf CO2 reduziert wird. Wenn CO2 nicht strahlen können, dann können Wasserdampf, Wolken und selbst die Erdoberfläche auch nicht strahlen. Strahlungslose Prozesse überwiegen überall. Letztlich ändert sich in der unteren Atmosphäre wenig, wenn man die Strahlungs-Emission in der unteren Atmosphäre verbietet. Die Temperatur der Atmosphäre würde sich erhöhen und damit auch die Temperatur der Oberfläche, da Konvektion erst dann einsetzt, wenn der Temperaturgradient die Stabilitätsgrenze überschreitet.

  23. #20 Eugen Ordowski 27. Dezember 2018 17:25

    Erst wenn Sie den Laser mit sehr viel Energie versorgen,

    Die Funktionsweise eines Lasers verstehen Sie auch nicht.

    Da will ich das mal erklären, obwohl der in der Atmosphäre nicht ist.

    Beim Laser müssen immer die Besetzungverhältnisse von angeregten zu nichtangeregten Zuständen so eingestellt werden, das die Dichte angeregter Zustände größer als die Dichte unangeregter Zustände ist. Weil aus thermischen Gründen in der Regel die Dichte unangeregter Zustände größer als die Dichte angeregter Zustände ist, ist eine große Leistung erforderlich, um diese Besetzungsverhältnisse umzukehren.

    Das hat zur Folge, daß ohne die Laserkonstruktion an der Gesamtemission der Anteil an spontaner Emission groß gegenüber dem Anteilan induziierter Emission ist. Wenn bei der Laserkonstruktion mit genügender Leistungszufuhr die Laserschwelle überschritten wird (es also zur Besetzungsinversion kommt) ist die induzierte Emission größer als die spontane Emission.

    Bei spontaner Emission erfolgt die Emission in alle Richtungen gleichwahrscheinlich (vergleichbar einer Kugelwelle) während induzierte Emission bedeutet, das ein einfallendes Photon die Emission aus dem angeregten Zustand veranlaßt -- mit der gleichen Richtung wie das einfallende Photon.

    Vielleicht verstehen Sie mit dieser Hilfe schon Einstein.

    Anmerkung:ohne Leistungszufuhr strahlt auch der CO2-Laser spontan und absorbiert auch.

    Dazu auch ein Zitat auf ein Paper, auf das Gerlich und Tscheuschner als zutreffend zitieren. Der Autor dieses Papers wird von Gerlich&Tscheuschner auf ihrer S. 71 als Kronzeugen zitiert („a paper in Physikalische Blätter entitled „The inuence of the carbon dioxide content of the air on the world’s climate“) -- Alfred Schack: Der Einfluß des Kohlendioxidgehalts auf das Klima der Welt. Physikalische Blätter. 28(1972), H. 1, S. 26 – 28: „Die Absorption der ein Gas durchsetzenden Wärmestrahlung ist im Beharrungszustand genau gleich der Wärmestrahlung dieses Gases. Denn wenn hierbei Abweichungen beständen, würden sich in einem dies Gas erfüllenden Hohlraum von selbst Temperaturdifferenzen bilden, was nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht möglich ist.“ Ergänzung: das Wort „Beharrungszustand“ ist ein anderes Wort für „stationärer Zustand“, d. h. im Laufe der Zeit ändert sich nichts und die Temperaturen sind gleich.

  24. #21 Michael Krüger 27. Dezember 2018 17:56

    CO2-Laser haben bis 4-5 kW-Laser-Leistung.

    Man könnte auch CO2-Laser mit 300 W bauen. Das lohnt bloß in der Regel nicht.

  25. @Michael + Ebel

    Jetzt muß ich doch wieder lächeln!

    Gehen sie und experimentieren Sie -- dann kommen Sie wieder mit den Meßprotokollen.

    @Michael
    Sie sollten wissen, dass Sie ca 20.000 W Leistung benötigen, um ca 4.000 Laserleistung zu erhalten!
    Auch Sie können sich einige Experimente mit dem Laser leisten -- messen u. Protokolle zeigen!

    Letztendlich,warum wird meine Glasscheibe nicht warm????

  26. #22 P. Berberich 27. Dezember 2018 18:15

    wenn man die Strahlungs-Emission in der unteren Atmosphäre verbietet. Die Temperatur der Atmosphäre würde sich erhöhen

    Verbieten kann man sowieso nicht -- aber man könnte rechnen mit Vernachlässigung der Emission. Allerdings ware dann die Gegenstrahlung gering und die Oberflächentemperatur würde abnehmen.

  27. @Ebel

    Ach ja, der Laser Spezialist spricht:

    Man könnte auch CO2-Laser mit 300 W bauen. Das lohnt bloß in der Regel nicht.

    Laser Typ
    Sealed-off CO2 Laser

    Nominale cw Leistung
    10 / 30 Watt

    https://tykma.de/produkte/oem-laser/co2-laser.html

  28. #20 Eugen Ordowski 27. Dezember 2018 17:25

    Mit einen Strahlungsdetektor können Sie am Laserausgang fast jedes Photon messen!

    Wenn die Lichtintensität genügend gering ist und der Photodetektor entsprechend schnell, können Sie tatsächlich Einzelphotonennachweise machen.

    Und dabei existiert in der Photonenstatistik noch ein Unterschied zwischen thermischer und Laserstrahlung. Bei Laserstrahlung ist der zeitliche Photonenabstand zufällig (normalverteilt). Bei thermischer Strahlung kommt es zu Photonenbunching, also zu einer gewissen Klumpigkeit.

  29. @Eugen

    Herr Ebel hatte es ja schon erklärt. Beim Laser überwiegt die induzierte Emission, da Sie gezielt die Emissionen anregen.

    Der Emissionsgrad von Luft (H2O, CO2 und O3) liegt bei 75 %. CO2 hat in etwa einen Emissionsgrad von 15%. Bekannt seit Eckert 1937.

  30. @ Herrn Krüger:

    Ich stelle fest, dass Sie die sogenannten „Treibhausleugner“ zweimal herausgefordert und die jeweilige Diskussion dann erfolgreich verlagert haben:

    1. @ http://www.science-skeptical.de/klimawandel/der-treibhauseffekt-von-skeptikern-widerlegt/0017135/
    Als Sie dort wegen des meßtechnischen Nachweises einer „atmosphärischen Gegenstrahlung“ in Beweisnot geraten sind, haben Sie umgeschwenkt auf:

    2. @ http://www.science-skeptical.de/klimawandel/einfuehrung-in-den-treibhauseffekt-und-die-physik-der-atmosphaere-fuer-extrem-skeptiker/0017200/
    Und dort konnten Sie dann eine vom „atmosphärischen Treibhauseffekt“ befreite hemisphärische Temperaturgenese nicht widerlegen und sind schließlich hierher umgeschwenkt.

    Die Argumentation der „Treibhaus-Adepten“ leitet sich immer aus einer globalen Generalisierung her. „Die Atmosphäre“ stellt dort ein global gemitteltes Durchschnittskonstrukt dar, genauso wie der „atmosphärische Treibhauseffekt“, gerade so, als wären die Verhältnisse auf der Tag- und Nachtseite der Erde sowie in den Tropen und auf den Polkappen durchschnittlich immer genau gleich. Und ein „tropischer Hotspot“ als einziger konkret vorhergesagter Effekt eines „menschengemachten Klimawandels“ ist noch immer nicht nachgewiesen worden: https://tinyurl.com/yamffhku

  31. Sie sollten wissen, dass Sie ca 20.000 W Leistung benötigen, um ca 4.000 Laserleistung zu erhalten!

    Da sind Sie auch in etwa bei 20%. CO2 in der Atmosphäre strahlt ca. 15% der Erdabstrahlung zurück.

  32. @Uli Weber #30

    Und ein „tropischer Hotspot“ als einziger konkret vorhergesagter Effekt eines „menschengemachten Klimawandels“ ist noch immer nicht nachgewiesen worden: https://tinyurl.com/yamffhku

    Hier wird sich unter den Diskutanten außer u. U. Ebel niemand finden, der der Meinung ist, Mensch ist Schuld am Klimawandel.

  33. @Uli Weber

    Sie sehen das völlig falsch, ich nehme wie Herr Heller, Herr Kramm, Herr Dietze, etc. Ihren Modellansatz nicht ernst. Lässt sich durch Physikschüler an der Oberstufe selbst widerlegen. Mangels Einsicht kann man Sie, Eugen und Herrn Keks leider argumentativ nicht erreichen. Somit weite ich die Diskussionsthemen in Folgeartikeln aus, in der Hoffnung, dass der Groschen vielleicht doch noch fällt? Die Gasstrahlung von H2O und CO2 ist seit den 1930ern gut belegt und Heiztechnikern als Lehrstoff gut bekannt. Schon damit ist Ihr Modellansatz widerlegt.

  34. @ all:

    Im Angesicht einer völkerrechtlich vereinbarten Dekarbonisierung der Welt bis zum Jahre 2100, die unsere Kinder und Enkel direkt in ein neues Mittelalter führen wird, erscheint die Auseinandersetzung zwischen den beiden „Klimarealisten“-Sekten, nämlich den „Treibhaus-Adepten“ und den „Treibhaus-Häretikern“, als eine völlig sinnbefreite Übersprunghandlung:

    => Es ist völlig gleichgültig, ob man an einen „atmosphärischen Treibhauseffekt“ glaubt oder nicht. Selbst wenn man die gesamte Klimaveränderung seit 1880 allein dem Menschen zurechnen würde, beträgt die Klimasensitivität von CO2 nur etwa 1,5°C pro Verdoppelung des atmosphärischen CO2 Gehaltes. Und damit wird das Pariser Klimaziel bis zum Jahre 2100 auch ohne jegliche Eingriffe in die fossile Energieerzeugung erreicht: https://tinyurl.com/y9ymlhm5

    => Es ist völlig gleichgültig, ob man an eine menschengemachte Klimakatastrophe durch CO2 aus fossilen Quellen glaubt oder nicht. Die durchschnittliche Verweildauer von CO2 in der Atmosphäre wird üblicherweise mit 80-120 Jahren angegeben. Eine „globale Dekarbonisierung“ ist also völliger Unsinn, denn bei einem dauerhaften anthropogenen CO2-Ausstoß von global knapp 25 Gigatonnen/Jahr würde ein atmosphärischer CO2-Anteil von 560 ppm niemals überschritten werden: https://tinyurl.com/yd6kc8as

    Vor diesem Hintergrund frage ich mich ernsthaft, ob die Worte von Churchill nicht auch auf die Treibhaus-Adepten zutreffen, Zitat, „An appeaser is one who feeds a crocodile, hoping it will eat him last“.

    Ihnen allen einen guten Rutsch und ein gesundes neues Jahr!

  35. @ 33:

    Bevor ich’s vergesse, Herr Krüger, ich kann Sie wegen der von Ihnen mehrfach befürchteten beruflichen Gemeinsamkeiten beruhigen; in meinem Berufsstand sind ad-hominem-Argumente nämlich nicht gebräuchlich: https://tinyurl.com/yd5rno5w

  36. @Uli Weber

    Sebastian Lüning ist auch von der Uni Bremen in die Ölbrange gewechselt. Fragen sie den mal, was der von Ihren Modellansatz zum THE hält. Geowissenschaftler haben idR nicht Atmosphärenphysik während der Ausbildung. Ich kenne aber keine Geowissenschaftler, der Zweifel am THE hat, wie er im Lehrbuch beschrieben wird.

  37. @26 Ebel:

    „Allerdings wäre dann die Gegenstrahlung gering und die Oberflächentemperatur würde abnehmen.“

    Da gebe ich Ihnen Recht. Man muss auch die Strahlungsemission der Oberfläche verbieten.

  38. @22
    „Wenn CO2 nicht strahlen können, dann können Wasserdampf, Wolken und selbst die Erdoberfläche auch nicht strahlen.“

    Herr Berberich,

    CO2 und H2o-Dampf sind Gase, Wolken (=Wasser) sind eine Flüssigkeit und die Erde ist ein Feststoff.
    Ist es wirklich schon zu viel verlangt, wenn man annimmt Mitforisten können diese Unterscheidung nachvollziehen???
    Und dann endlich auch noch akzeptieren daß Gasen als einzigem Aggregatszustand die Entspannung mittels Stoß möglich ist???

    Ist das wirklich so schwer???

  39. @Besso Keks #38
    sie schreiben:

    Und dann endlich auch noch akzeptieren daß Gasen als einzigem Aggregatszustand die Entspannung mittels Stoß möglich ist???

    Ihre Aussage ist falsch. Auch in Flüssigkeiten gibt es löschende Stöße.

  40. „Ihre Aussage ist falsch. Auch in Flüssigkeiten gibt es löschende Stöße.“

    Soll mir recht sein…

  41. @Keks

    Sinkstoff und Sauerstoff strahlen übrigens auch in der Atmosphäre, siehe deren Linienspektrum im rot-grün und die Polarlichter. Klar Stoßentspannung bei Gasen. ☺

  42. Ein Video -- Beweis für den „Treibhauseffekt“???

    Ich glaube, der Michael hat dieses Experiment als Beweis für die angebliche Strahlung des CO2 Gases vor einiger Zeit, gepostet!

    https://www.youtube.com/watch?v=lORAR1nvfjs&feature=youtu.be

    Tja, es ist aber der ultimative Beweis, dass das CO2 Gas Strahlung absorbiert, ( sich also auch genauso verhält,
    wie in „Thermodynamik der Gase“ beschrieben), aber nicht emittiert (strahlt).

    Ansonsten dürfte die Temperatur im CO2 Sack NICHT steigen (Erhöhung der kinetischen Energie der Moleküle), da bei sofortiger Emission sich die kinetische Energie des Moleküls nicht ändern würde!

    Auch müsste sich die Temperatur des Strahlers über dem CO2 , durch eine angebliche Rückstrahlung, erhöhen!
    Also, dieser müsste wärmer sein , als der Strahler über dem Luftsack!

    Tja, wie schon oft geschrieben, wo keine Strahlung, da auch keine Temperaturerhöhung.
    Siehe Experiment mit Glasscheibe!

    Ach ja, die Polarlichter! Wieder „genial“ vom Michael!
    Wie werden die Moleküle angeregt?
    Etwas durch IR Wärmestrahlung?
    Genauso, wie im CO2 Laser?
    Wie werden hier die CO2 Moleküle zum Strahlen angeregt?

    Bitte immer erst nachdenken, dann eine Nacht darüber schlafen, dann eventuell publizieren!

    http://deacademic.com/dic.nsf/dewiki/224865

  43. @Eugen

    CO2-Laser werden auch durch Stöße zum Strahlen angeregt. Über Elektronenstöße und Stickstoffstöße. Selbes geschieht in der Atmosphäre beim CO2.

    Der Schauchsack im Experiment lässt übrigens IR-Strahlung schlecht durch. Wie im Treibhaus.

  44. PS

    Und Polarlichter entstehen auch durch Stöße von Elektronen und Protonen mit Stickstoff und Sauerstoff.

    Bei Herrn Keks und Eugen gibt es aber nur Stoßentspannungen. Bei Gasen und vor allem im IR. Der IR-Laser ist natürlich die Ausnahme. 😉

  45. „Sinkstoff und Sauerstoff strahlen übrigens auch in der Atmosphäre, siehe deren Linienspektrum im rot-grün und die Polarlichter. Klar Stoßentspannung bei Gasen.“

    Jo, aus dem Grund reicht das Polarlicht auch bis zum Boden…

  46. @ Michael

    Immer gut für einen schönen Witz -- manchmal auch für mehrere !

    „CO2-Laser werden auch durch Stöße zum Strahlen angeregt. Über Elektronenstöße und Stickstoffstöße. Selbes geschieht in der Atmosphäre beim CO2“

    Tja, dann können wir die angebliche IR Erdstrahlung von ca 390 W/m² doch glatt vergessen -- oder?

    Einfach herrlich!

  47. PPS

    Und das LTE, Maxwell, Boltzmann und Kirchhoff und die Thermodynamik, die auf den LTE und TE basieren gelten für Herrn Keks und Eugen natürlich dann auch nicht in der unteren Atmosphäre? Und für Herrn Uli Weber auch nicht, da sein Modellansatz auf der Nichtexistenz einer Gegenstrahlung basiert. Mindestens 5. Dipl-Phys. haben die Herren jetzt schon darüber aufgeklärt, dass das so nicht sein kann. Herr Kramm, Herr Heller, Herr Ebel, Herr Heß und meinereins. Herr Lüdecke hat den THE auch korrekt beschrieben.

  48. @Eugen

    Tja, dann können wir die angebliche IR Erdstrahlung von ca 390 W/m² doch glatt vergessen — oder?

    Einfach herrlich!

    Ohne die hätten Sie eine eiskalte Atmosphäre und damit geringe kinetische Energie der Luftmoleküle und damit folglich auch eine geringe Stoßenergie. Da wäre so, als würden Sie dem CO2-Läser die Energie runterdrehen.

  49. @Keks

    Jo, aus dem Grund reicht das Polarlicht auch bis zum Boden…

    Also ich kann das noch am Boden sehen. Trotz Stoßentspannung. Das Polarlicht solle ja in der Atmosphäre wieder absorbiert werden und stoßentspannt werden? Denn wo N2 und O2 gut emittieren, absorbieren sie auch gut. Somit dürfte man an Erdboden davon nichts mehr sehen.

  50. Noch ein Zitat:

    Dazu gehoert auch, dass zur Berechnung der Strahlungsfluesse in der Atmosphaere die Uebertragungsgleichung fuer monochromatische Strahlungsintensitaeten heranzuziehen ist … Die Emission infraroter Strahlung durch die Atmosphaere haengt von deren Temperaturverteilung ab, aber nicht von der von den Wasser- und Landmassen nahe der Erdoberflaeche emittierten Strahlung.

    https://www.eike-klima-energie.eu/2017/11/26/rueckblick-ein-jahr-hemisphaerischer-stefan-boltzmann-ansatz/#comment-188598

    Das schreibt Herr Kramm im Artikel von Herrn Weber.

    Was Herr Heller dazu geschrieben hat, hatte ich bereits zitiert. Was Herr Ebel und Heß und ich dazu geschrieben haben ist auch bekannt.

  51. Herr Lüning von Kalte Sonne kommt übrigens auf eine Klimasensitivität von 1,5°C bis min. 1°C bei CO2-Verdopplung. Habe gerade noch man nachgeschaut. Herr Weber, Keks, Ordowski kommen hier ja auf Null, da CO2 nicht in der unteren Atmosphäre eine Gegenstrahlung verursachen kann.

  52. „Also ich kann das noch am Boden sehen. Trotz Stoßentspannung. Das Polarlicht solle ja in der Atmosphäre wieder absorbiert werden und stoßentspannt werden? Denn wo N2 und O2 gut emittieren, absorbieren sie auch gut. Somit dürfte man an Erdboden davon nichts mehr sehen.“

    Wie sagte Herr Ordowski in#42:
    „Bitte immer erst nachdenken, dann eine Nacht darüber schlafen, dann eventuell publizieren!“

  53. „Der Schauchsack im Experiment lässt übrigens IR-Strahlung schlecht durch.“

    Ah ja!
    Nur schlecht raus oder auch schlecht rein? Oder beides? Oder was?

  54. „Mindestens 5. Dipl-Phys. haben die Herren jetzt schon darüber aufgeklärt, dass das so nicht sein kann. Herr Kramm, Herr Heller, Herr Ebel, Herr Heß und meinereins.“

    Da ist mindestens eine Person dabei, deren Fähigkeiten sich auf Copy&Paste beschränken.

  55. @Eugen Ordowski #42

    sie schreiben:

    Tja, es ist aber der ultimative Beweis, dass das CO2 Gas Strahlung absorbiert, ( sich also auch genauso verhält,
    wie in „Thermodynamik der Gase“ beschrieben), aber nicht emittiert (strahlt).
    Ansonsten dürfte die Temperatur im CO2 Sack NICHT steigen (Erhöhung der kinetischen Energie der Moleküle), da bei sofortiger Emission sich die kinetische Energie des Moleküls nicht ändern würde!

    Das habe ich oben schon mal geschrieben. Die sofortige Emission nach Absorption eines Photons (manchmal Reemission genannt) findet in der Tat sehr selten statt für die 15 µm Schwingung des CO2. Allerdings wird diese Schwingung signifikant unter Atmosphärischen Bedingungen bis etwa 60 km durch Stöße angeregt. Den Bestzungsgrad kann man einfach berechnen, ca.1 -- 4% der CO2 Moleküle befinden sich im angeregten Zustand dieser Schwingung. Aus diesen angeregten Zuständen wird zu jederzeit emittiert.
    Die Aussage, dass CO2 nicht strahlt ist deshalb falsch.

  56. „Aus diesen angeregten Zuständen wird zu jederzeit emittiert.“

    Woher wollen Sie das wissen???
    Wollen Sie die Stoßabregung für diese Fälle verbieten?

  57. @Keks

    Können Sie auch Quellen zur Ihrer Theorie der Stoßentspannung nennen? Welche außer Dr. google? Bin gespann.

  58. @Keks

    Bei SPON haben Sie selbst schon vor 5 Jahren geschrieben:

    Da ist es halt so, daß mit steigendem Druck die Stoßentspannung zunimmt. Und das bedeutet daß von „Oben“ kommende Photonen längst thermalisiert sind, bevor sie den Boden erreichen könnten

    Hmm, also kann man doch kein Polarlicht von oben sehen, da die Photonen längst thermalisiert sind, bevor sie den Boden erreichen. ☺

    Habe gerade unter Stoßentspannung gegooglelt und nur sowas gefunden, alles von Ihnen.

  59. @Keks

    Fragen:

    1. Unter welchen Druck haben wir Stoßentspannung und vollständige Thermalisierung?
    2. In welcher Höhe, oder bis zu welcher Höhe in der Atmosphäre? Sie sagten was von bis zu 5 km?
    3. Für welche Wellenlängen gilt das? Nur im IR, oder auch außerhalb des IR (z.B. Polarlicht)? Sie sprachen im allgemeinen von Licht-Photonen!
    4. Für welche Gase gilt das? Nur für sog. THG, oder für alle Gase?
    5. Liegt bei der Stoßentspannung und vollständigen Thermalisierung noch ein LTE vor? Sie meinen nicht, soweit ich verstehe?
    6. Gelten dann folglich auch nicht Kirchhoff, Maxwell und Boltzmann?
    7. Sind diese Gesetze folglich auch nicht in der unteren Atmosphäre anwendbar?
    8. Der angeregte Zustand von CO2 bei 15 µm ist mit 1-4% besetzt gemäß obiger Gesetze. Herr Heß hatte das erwähnt. Wie ist der bei Ihnen dann besetzt?
    9. Gar nicht? Wenn doch, wie und warum sollte dort dann nicht zwischen den Stößen/ Stoßzeiten emittiert werden können?
    10. Gibt es bei Ihnen auch anregende Stöße in der unteren Atmosphäre, die ja in der Stratosphäre überwiegen, oder nur abregende Stöße in der unteren Atmosphäre?

    Bin gespannt, rechne aber mit keiner klärenden Antwort.

  60. Diejenigen, die ihre Gewinne aus der Verbrennung fossiler Energien ziehen, geben viel Geld an Leute aus, die die Physik des Treibhauseffektes in Frage stellen wollen. Bekommt keks auch einen Teil dvon? Ich kann mir fast nicht anders erklären, daß keks trotz vielfacher Erklärung durch viele Experten scheinbar nichts begreift.

  61. @Ebel

    Herr Keks scheint ein U-Boot der Stuttgart21-Gegner und AfD-Gegner zu sein. Jedenfalls hat er den Namen eines der Veranstalter von Großdemos gegen Stuttgart21 und die AfD in meinen alten Blog (schon vor Jahren) verwendet mit der E-Mail-Adresse unter der er auch hier kommentiert. Warum auch immer?

    BUND, Greenpeace und CO. schleusen ja auch U-Boote als „Extremskeptiker“ ein, die sich blamieren sollen. Oder „Extremunterstützer“, die Beistand leisten sollen.

  62. „Habe gerade unter Stoßentspannung gegooglelt und nur sowas gefunden, alles von Ihnen.“

    Na, wenn Ihnen das nicht gefällt, googeln Sie mal „Thermalisierung“.

  63. „Hmm, also kann man doch kein Polarlicht von oben sehen, da die Photonen längst thermalisiert sind, bevor sie den Boden erreichen.“

    Ich warte noch ab, kann ja ein noch blöderer Post von Ihnen nachfolgen.

  64. „Bin gespannt, rechne aber mit keiner klärenden Antwort.“

    Die verstehen Sie ja auch nicht, wie Ihre vergangenen Posts beweisen.
    Zur Erinnerung:
    „„Gemäß Herrn Keks und Eugen gelten in der unteren Atmosphäre nicht:

    1. Das lokale thermodynamische Gleichgewicht
    2. Die Maxwell’sche Geschwindigkeitsverteilung
    3. Die Boltzmann-Statistik/ -Verteilung
    4. Das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz

    Und die merken es nicht mal, dass das nicht stimmen kann?“

    Für 1-4 gibt es Bedingungen, ich beziehe mich auf 3., die Frage lautet: sind die Bedingungen für die Annahme der Boltzmann… erfüllt?“

  65. @Keks

    Ich wüsste lieber, warum Sie sich in meinen alten Blog klimanews als Joe Bauer ausgegeben haben? Den Aktivisten in Stuttgart. Auch mit dessen E-Mail-Adresse. Klären Sie uns bitte auf. Ich möchte kein U-Boot füttern.

  66. „Ich wüsste lieber, warum Sie sich in meinen alten Blog klimanews als Joe Bauer ausgegeben haben? Den Aktivisten in Stuttgart. Auch mit dessen E-Mail-Adresse. Klären Sie uns bitte auf. Ich möchte kein U-Boot füttern.“

    Ihre Phantasie ist so grenzenlos wie Ihr Physikverständnis begrenzt ist.
    Ich kenne keinen Joe Bauer in Stuttgart, selbstverständlich auch nicht dessen Email-Adresse (so es diese bzw. ihn gibt).
    Ich betreibe auch keine (rechtsradikale) Webseite, fresse auch keine kleinen Kinder und habe mit all dem Kram, den Sie mir in Ihrer Verzweiflung anhängen wollen nichts zu tun.

    Allerdings fehlt mir für all diese Spekulationen und Verdächtigungen jegliches Verständnis.

  67. @Keks

    Ich kann gerne die Mails offenlegen. Da werden Sie aber den Kürzeren ziehen.

  68. @Keks

    https://klimakatastrophe.wordpress.com/2008/07/06/klimaschutz-fur-zoltan-elias-forscher-schellnhuber-mein-sohn-ist-der-grund-fur-meinen-kampf-gegen-erderwarmung/#comment-1063

    https://www.eike-klima-energie.eu/2014/09/08/sind-meinungen-zum-klimawandel-abhaengig-von-geldern-seitens-der-regierung/#comment-84601

  69. Hallo zusammen,

    bin hier neu. Ich habe mal folgende Frage: Wie groß ist eigentlich die Reichweite von IR-Strahlung (Wellenlänge=15µm) in der Atmosphäre (Bodennähe), bis sie vom CO2 absorbiert wird?

  70. „Ich kann gerne die Mails offenlegen. Da werden Sie aber den Kürzeren ziehen.“

    Ihre Hilflosigkeit ist mitleiderregend, aber auch aufschlußreich:
    Hat man keine Argumente, dann versuchs mal mit Diffamierung.
    Es gilt:
    „Ich kenne keinen Joe Bauer in Stuttgart, selbstverständlich auch nicht dessen Email-Adresse (so es diese bzw. ihn gibt).
    Ich betreibe auch keine (rechtsradikale) Webseite, fresse auch keine kleinen Kinder und habe mit all dem Kram, den Sie mir in Ihrer Verzweiflung anhängen wollen nichts zu tun.

    Allerdings fehlt mir für all diese Spekulationen und Verdächtigungen jegliches Verständnis.“

  71. Sorry, Micha, was soll das Ganze ??

  72. Wenn du meinst, Keks ist ein Dumm-Bot, dann quatsch nicht mit ihm, dann wirds ihm langweilig, weil sein Dumnfug nicht die nötige Beachtung findet, der Andere Kram hier ist Mist.

  73. #69 Heiner Kemmann 29. Dezember 2018 03:07

    Wie groß ist eigentlich die Reichweite von IR-Strahlung (Wellenlänge=15µm) in der Atmosphäre (Bodennähe), bis sie vom CO2 absorbiert wird?

    Besser wäre eine Variante der Frage:

    Wie groß ist eigentlich die Reichweite von IR-Strahlung (Wellenlänge=15µm) in der Atmosphäre (Bodennähe), bis sie vom CO2 durch neue Strahlung ersetzt wird?

    Denn dazu ein Zitat aus einem Paper, das sogar Gerlich und Tscheuschner als zutreffend zitieren. Der Autor dieses Papers wird von Gerlich&Tscheuschner auf ihrer S. 71 als Kronzeuge zitiert („a paper in Physikalische Blätter entitled „The influence of the carbon dioxide content of the air on the world’s climate“) — Alfred Schack: Der Einfluß des Kohlendioxidgehalts auf das Klima der Welt. Physikalische Blätter. 28(1972), H. 1, S. 26 – 28:

    „Die Absorption der ein Gas durchsetzenden Wärmestrahlung ist im Beharrungszustand genau gleich der Wärmestrahlung dieses Gases. Denn wenn hierbei Abweichungen beständen, würden sich in einem dies Gas erfüllenden Hohlraum von selbst Temperaturdifferenzen bilden, was nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht möglich ist.“

    Ergänzung: das Wort „Beharrungszustand“ ist ein anderes Wort für „stationärer Zustand“, d. h. im Laufe der Zeit ändert sich nichts und die Temperaturen sind gleich.

    Zentral bei 15 µm ist der Ersatz so groß, daß man fast von isothermen Verhältnissen sprechen kann. Dieser Ersatz in isothermen Verhältnissen ist eine e-Funktion, die in der zentralen Linie (wenn ich mich nicht irre) nur eine charakteristische Länge von wenigen Metern hat und die Summe aus absorbierter und neuer Strahlung ist konstant und unabhängig von der Entfernung.

  74. @Ebel #73
    Danke, aber die Antwort auf die veränderte Frage befriedigt mich nicht. Es muss doch soetwas wie eine mittlere freie Weglänge für eine Photon dieser Wellenlänge geben!
    Denken wir uns ein einfaches Experiment: wir nehmen eine Kerze, die mit genau 15µm Wellenlänge strahlt und setzen sie in unsere Atmosphäre. In welchem Abstand kann man die Kerze mit einer IR-Kamera, die ebenfalls genau bei dieser Wellenlänge sensitiv ist, noch alsGegenstand erkennen?
    Der genaue Wert interesssiert mich nicht, nur die Größenordnung.

    Und wie sieht das weiter oben in der Atmosphäre aus, wo die Dichte derCO2-Moleküle geringer ist?

    Und danach: was macht im Vergleich dazu Wasserdampf? Gibt es irgendwo Tabellen dazu?

  75. CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.

  76. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/AtmosphericCounterradiation_100dpi_de.png/220px-AtmosphericCounterradiation_100dpi_de.png

  77. PS

    Bei 15um düfte ca. 1 m Weglänge Atmosphäre zur Absorption von über 90% der Erdabstrahlung reichen.

  78. „Danke, aber die Antwort auf die veränderte Frage befriedigt mich nicht. Es muss doch soetwas wie eine mittlere freie Weglänge für eine Photon dieser Wellenlänge geben!“

    Gibt es. Damit will nur keiner raus rücken…

  79. „CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“

    Jo, ganz sicher!
    Es wird ja in alle Richtungen gleich abgestrahlt, d.h. 100% der Bodenabstrahlung postwendend zurück an den Boden und weitere 100% nach oben.

    Sie sind wirklich ein Genie!
    Glückwunsch!
    Auf diesem Blog schreiben der Erfinder der isothermen Atmosphäre im Schwerefeld und der Entdecker des Strahlungs-Perpetuum-Mobile in der bodennahen Atmosphäre.
    Sie werden berühmt, ganz sicher!

  80. „Bei 15um düfte ca. 1 m Weglänge Atmosphäre zur Absorption von über 90% der Erdabstrahlung reichen.“

    Bin baff!
    Das könnte ja mal richtig sein!

  81. #74 Heiner Kemmann 29. Dezember 2018 11:21

    In welchem Abstand kann man die Kerze mit einer IR-Kamera, die ebenfalls genau bei dieser Wellenlänge sensitiv ist, noch alsGegenstand erkennen?

    Bei der heißen Strahlung, die von der heißen Kerzenflamme ausgeht, überwiegt in der Atmosphäre die Absorption.

    Bei einer Infrarotphotographie mit einem schmalbandigen 15 µm-Filter ist schon nach wenigen Metern die Kerzenflamme nicht mehr zu sehen, um so breiter das Filter ist, um so weiter ist die Flamme noch zu sehen.

    Mit Tabellen usw. (auch Wasserdampf) siehe Infrarotthermographie. Noch ein Witz dazu: Thüne will ja auch den Treibhauseffekt bestreiten. Um mich von seinem Unsinn zu überzeugen, empfahl er mir, dieses Buch zu lesen. Das tat ich, aber ich habe es gründlich gelesen und ihn auf Tabellen usw. darin aufmerksam gemacht. Das Ergebnis war, daß er die genannten Stellen nicht widerlegen konnte, seine Meinung nicht berichtigte, aber den eMail-Kontakt mit mir abbrach.

    Weiter oben steigt die photograpierbare Entfernung. Dazu kommt ein weiterer Effekt, da die Linienbreite geringer wird. Zwischen den Linien sind größere Photographierabstände möglich.

  82. #77 @Michael Krüger 29. Dezember 2018 11:43

    „Bei 15um düfte ca. 1 m Weglänge Atmosphäre zur Absorption von über 90% der Erdabstrahlung reichen.“

    #81 @ ebel: “ wenige meter…“

    Danke für die persönliche Einschätzungen!
    Gibt es da kein gesichertes Wissen? Ich hätte vermutet, dass beim PIK die Flurwände voll hängen von solchen Messreihen…
    @alle: Bitte keine Ironie -ich möchte wissen, was die Physik macht.

  83. @82 Heiner Kemmann:

    Vielleicht hilft Ihnen der Beitrag von Herrn Hug 2012, Abschnitt eigene Messungen weiter.

    http://www.eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2016/12/Hug-pdf-12-Sept-2012.pdf

  84. http://www.eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2016/12/Hug-pdf-12-Sept-2012.pdf

    Sollten mal die selbsternannten Physikhansel hier lesen.
    Verstehen werden sie es eh nicht -- aber wenigstens mal lesen…

  85. @Kemmann

    In der Mitte der 15um Bande des CO2 sind es sogar nur cm Atmosphärenlänge, bis nahezu vollständig absorbiert wird. In den Randbereichen der 15um Bande sind es einige Meter. Kommt ganz auf die genaue Wellenlänge sn.

  86. @Keks

    Herr Hug widerlegt auch Ihre Theorie der Stoßentspannung. Vermutlich haben Sie dort nur das Wort Thermalisierung gelesen Joe?

  87. #83 P. Berberich 29. Dezember 2018 14:30

    Vielleicht hilft Ihnen der Beitrag von Herrn Hug 2012, Abschnitt eigene Messungen weiter.

    In dem Moment, wo Herr Hug sein Fachgebiet verläßt, wird er falsch. Er schreibt zwar richtig auf Seite 2:

    weil nämlich die „Emissionsfähigkeit“ der „Treibhausgasmoleküle“ mit der Absorptionsfähigkeit gemäß dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetz korreliert. ….
    erstens IR-aktive Spurengase gemäß dem Kirchhoff’schen Strahlungsgesetz genau so emittieren wie sie absorbieren,

    berücksichtigt das aber im Weiteren nicht richtig, da er die Messungen mit dem Globar (ca. 1500 K) macht -- also einer Strahlungsquelle weit oberhalb der Atmosphärentemperatur.

    Er schreibt auch (S. 5):

    Es handelt sich vielmehr um einen Energietransport infolge der natürlichen Konvektion.

    berücksichtigt aber nicht, das die natürliche Konvektion fast nur in der Troposphäre stattfindet und nicht in der Stratosphäre. Dadurch geht ihm auch nicht auf, daß bei höherer CO2-Konzentration die Tropopausenhöhe steigt mit der Konsequenz höherer Oberflächentemperatur und niedrigerer Stratosphärentemperatur. Irgendeine Sättigung existiert nicht.

    Interessant ist auch der Vergleich der Bilder 2 (S. 2) und 4 (S. 7). Der rote Pfeil in Bild 2 zeigt auf die kurze Absorptionslänge (Q-branch), die nur bis in die warme Ozonschicht reicht.

    Die Formel auf Seite 8 liefert 48 m für ε = 1.

  88. Herr Keks beruft sich auf Herrn Hug bei Eike. Der schreibt aber das Stoßentspannung und Thermalisierung Quatsch sind und eine Gegenstrahlung leicht nachweisbar ist!

    Herr Keks fühlt sich bestätigt und empfiehlt uns die Abhandlung von Hug zu lesen, die wir aber eh nie verstehen werden. 😉

    Eigentor.

  89. @87 Ebel

    Ich habe mich auf den Abschnitt 3 des Beitrags von Herrn Hug bezogen, da ich zur Beantwortung der Frage von Herrn Kemmann keine frei zugängliche Literatur gefunden habe. Ich finde es lobenswert, dass Herr Hug eigene Messungen gemacht hat. Er schreibt dazu zu Beginn des Abschnitts 3 Eigene Messungen:

    “ Weil, wie eingangs erläutert, in den allgemein gelesenen wissenschaftlichen Journalen keine auch nur annähernd brauchbare Information zur Spektroskopie des Treibhauseffekts veröffentlicht wurde, habe ich die Absorption des Kohlenstoffdioxids einmal in einem Industrielabor und einem Hochschullabor gemessen und die Transmission einzelner Banden, so weit sie erfassbar waren, auf die Atmosphäre hochgerechnet….“

  90. „Herr Hug widerlegt auch Ihre Theorie der Stoßentspannung. Vermutlich haben Sie dort nur das Wort Thermalisierung gelesen“

    Hast immer noch nicht gerafft, daß dies im Fall der Entspannung der Bindungsschwingung das Gleiche ist?

    Ach so, Du glaubst ja folgendes:
    „„CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“

    Mußt nicht alles glauben was Dir deine Kumpel in der Grundschule einreden wollen.
    Frag mal Pappi…

  91. #83 @P.Berberich

    Herzlichen Dank für den Link! Mit dem Aufsatz kann ich was anfangen!
    Die Formel oben auf Seite 8 sagt demnach, dass die Transmission für die Mitte der Absorptionsbande nach 48m auf 1/10 abgesunken ist, an den Seiten sind es ca. 270m.

    Also kann man dann daraus folgern, dass der größte Teil der IR-Strahlung im Bereich der 15µm-Absorptionsbande spätestens in einer Höhe von 100m auf seiner Reise ins All gestoppt wurde und zunächst die CO2-Moleküle zum Tanzen bringt (na ja, diese Transversalschwingungen, überlagert von den Rotationszuständen).

    Was passiert nun mit den Tänzern?
    Nach dem, was ich bisher gelesen habe, ist die Stoßwahrscheinlichkeit mit einem anderen Luftmolekül (N2,O2) weit höher als die Reemission eines IR-Photons, weil die Lebensdauer des angeregten Zustands um Größenordnungen höher als die mittlere Stoßzeit der Gasmoleküle. Ist das richtig?

    Das bedeutet aber, dass bei weitem nicht so viel IR-Strahlung reemittiert wie absorbiert wird. Das steht nicht im Widerspruch zum KirchhoffschenStrahlungsgesetz, weil sich das System ja nicht in einem statischen thermodynamischen Gleichgewicht befindet: von unten wird durch die IR-Photonen ständig Energie zugeführt, die restlichen Bestandteile der Luft klauen den CO2-Molekülen einen Teil der aufgenommenen Energie und verwandeln sie in Wärme, die in der Atmosphäre nach oben aufsteigt.

    Das wird in dem Versuch von Hug in Bild 3 deutlich, wo bei gleicher CO2-Dichte die Küvette mehr IR-Strahlung „schluckt“, wenn, wenn sich noch zusätzlich He oder N2 darin befindet.

    Einverstanden oder habe ich was falsch verstanden?

  92. @Joe Keks

    Herr Hug schreibt in der von Ihnen viel gepriesenen Abhandlung zum THE:

    2. Der Treibhauseffekt

    Fälschlicherweise wird oftmals angenommen, der Treibhauseffekt sei mit der Absorption von
    Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) durch atmosphärische Spurengase (CO 2 , CH 4 , Wasserdampf
    u. a.) identisch. Durch strahlungslose Deaktivierung der angeregten Moleküle
    („Thermalisierung“) würde sich die Luft erwärmen und ihre Wärmeenergie auf die
    Erdoberfläche übertragen. Ähnlich wie eine heiße Flüssigkeit die Wandung eines Behälters
    durch Wärmeübertragung erhitzt. Der Treibhaushypothese nach verhält es sich genau
    umgekehrt
    : Die Erdoberfläche wird fast ausschließlich durch Bestrahlung erwärmt und die
    Atmosphäre nimmt ihre Wärmeenergie durch direkten Kontakt mit dem Erdboden auf.
    Die Bestrahlung der Erdoberfläche setzt sich aber aus zwei Teilen zusammen:
    1. Die direkte Solareinstrahlung (abhängig von der Wolkenbedeckung)
    2. Strahlung durch den atmosphärische Treibhauseffekt (im wesentlichem ausgereizt)

    Die Existenz einer atmosphärischen Gegenstrahlung, die den Treibhauseffekt
    charakterisiert, lässt sich zwar leicht nachweisen
    ,…

    Also widerlegt gerade die von Ihnen angenommene strahlungslose Deaktivierung und Thermalisierung und Nichtexistenz der Gegenstrahlung.

    In #84 schreiben Sie:

    http://www.eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2016/12/Hug-pdf-12-Sept-2012.pdf

    Sollten mal die selbsternannten Physikhansel hier lesen.
    Verstehen werden sie es eh nicht — aber wenigstens mal lesen…

    Haben wir gelesen und verstanden, nur Sie wieder nicht. 😉

  93. „Also widerlegt gerade die von Ihnen angenommene strahlungslose Deaktivierung und Thermalisierung und Nichtexistenz der Gegenstrahlung.“

    Mannomann, Du kapierst ja wirklich gar nix.
    Laß Dir den Text von jemandem erklären, der
    a) lesen kann
    und
    b) kapiert, was er liest.

    Und, hats Dir schon jemand erklärt, das mit der Energiegewinnung aus dem Nichts:
    „„CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“

  94. #91 Heiner Kemmann 29. Dezember 2018 18:45

    Das bedeutet aber, dass bei weitem nicht so viel IR-Strahlung reemittiert wie absorbiert wird.

    Ich habe mich immer wieder bemüht, mich so auszudrücken, daß die obige Fehlinterpretation nicht entsteht. Die Anzahl der Emissionen ist unabhängig von der Anzahl der Stöße und hängt (fast) nur von der Temperatur ab. Wenn viele Zusammenstöße erfolgen, heißt das nur, daß die Stoßwahrscheinlichkeit ein Vielfaches der Emissionswahrscheinlichkeit ist -- aber nicht daß sich die Emissionswahrscheinlichkeit reduziert.

  95. „Das bedeutet aber, dass bei weitem nicht so viel IR-Strahlung reemittiert wie absorbiert wird.“

    Herr Kemmann, Sie haben natürlich Recht.
    Herr Hug beschreibt diesen Sachverhalt ja auch in seiner Arbeit.

  96. @Kemmann

    Herr Heß hatte das schon mit den Reemissionen erklärt. Es wird nicht reemittiert, durch Stoßanregungen gibt es immer besetzte Zustände aus denen jederzeit emittiert werden kann.

    Und nach Hug werden 99,94% bei einer Schichtdicke von 10 m absorbiert, bei 15 um (Q-Bande).

  97. @Keks

    Herr Hug hat auch mit einem FT-IR-Spektrometer gemessen. Und das außerhalb Ihres Strahlungsfenster, in dem man angeblich nur mit dem FTIR-Spektrometer messen kann. 😉

    Haben Sie angeblich auch im Handbuch zum FTIR-Spektrometer gelesen.

    Das machen Sie wirklich gut, sich für einen Skeptiker ausgeben, der nicht Texte lesen kann. 😉

  98. PS

    @Kemmann

    Herr Heß hatte das schon mit den Reemissionen erklärt. Es wird nicht reemittiert, durch Stoßanregungen gibt es immer besetzte Zustände aus denen jederzeit emittiert werden kann.

    Und Herr Ebel hat auch recht, dass die Emissionen dabei von der Temperatur abhängen. Selbes schreibt auch Herr Prof. Kramm.

  99. #91 Heiner Kemmann:

    „Also kann man dann daraus folgern, dass der größte Teil der IR-Strahlung im Bereich der 15µm-Absorptionsbande spätestens in einer Höhe von 100m auf seiner Reise ins All gestoppt wurde und zunächst die CO2-Moleküle zum Tanzen bringt (na ja, diese Transversalschwingungen, überlagert von den Rotationszuständen)“.

    Ein schönes Bild! Sie müssen den Tanz nun fortsetzen. Die toll patschigen Tänzer stoßen ihre Nachbarn und übertragen dadurch Bewegungsenergie. Somit kriegen langsam alle einen roten Kopf und strahlen die Energie teilweise wieder ab. So läuft es an der Erdoberfläche. Das Besondere an der Atmosphäre ist dass nur manche einen roten Kopf kriegen (z.B. nur die Männer) und Energie wieder abstrahlen können.
    Den wesentlichen Prozess, der zum Treibhaus-Effekt führt, haben Sie auch erwähnt:

    „Der größte Teil der IR-Strahlung wird spätestens in einer Höhe von 100m auf seiner Reise ins All gestoppt.“

  100. #98 @ M.Krüger

    oh weh, bei den 48m hatte ich versehentlich von Hug die Dichte von CO2 in 10km Höhe genommen, etwas weiter unterhalb berechnet er für 358ppm bei NN diese Länge aus : für l= 3,11m ergibt sich A=1, also eine Dämpfung auf 1/10.
    und bei 10m ist er dann bereits bei 0.6%.
    Danke für den Hinweis!

    Nun also weiter: Die Infrarotstrahlung in diesem Wellenlängenbereich wird also bereits in den untersten Metern der Atmosphäre komplett in heisse Luft verwandelt. Die tanzenden CO2-Moleküle lassen sich durch kinetische Begegnungen mit schnellen Molekülen eigener oder anderer Sorte gelegentlich auch wieder in den angeregt beschwingten Zustand bringen. Ausdiesem kehren sie durch erneuten Stoß ernüchtert zurück oder sie emittieren tatsächlich mal auch ein paar IR-Quanten in irgendeine Richtung -- ein Teil davon erreicht vielleicht auch wieder den Erdboden.
    Ok, ich hab verstanden: die Emissionsrate von CO2 ist abhängig von Temperatur, vom Mischungsverhältnis mit anderen Molekülen und vermutlich einigermaßen proportional zur CO2- Konzentration.

    Also letzlich wird alles schon in Parterre in heiße Luft verwandelt, die Wärme steigt dann in den Fahrstuhl nach oben.
    Der Fahrstuhl hat drei Motoren :
    a) normale Wärmeleitung b)Konvektion oder
    c) auch durch die IR-Strahlung:
    Oben ist ja die Luft kälter, da strahlt es weniger runter als hoch, sodass in Summe in vielen Strahlungsübergängen die Energie hochwandert!
    Welcher ist dabei der stärkste Motor? keine Ahnung!
    Und oben, aufm Dach unserer schönen Atmosphäre, sozusagen den obersten 48m, gefällt es den sich dort tummelnden CO2-Molekülen wiederum, ihre gelegentlich ausgesandten IR-Quanten in den Weltraum zu befördern und dabei die dort befindliche Luft abzukühlen. Das sind dann die Diagramme in Bild2 bei Hug, da kann man sehen, dass die CO2-Moleküle das überm Äquator und über der Antarktis ungefähr gleich fleissig machen.

    Passt das?

  101. @Kemmann

    Der Emissionsgrad von CO2 bei 15 um ist 1, also 100%. Siehe Artikel. Ebenso der Absorptionsgrad. Gemäß Kirchoffschen Strahlungsgesetz. Und gemäß Planck strahlt ein Körper mit Emissionsgrad 1 wie ein Schwarzer Körper der Temperatur T. Das tut auch CO2 bei 15 um. Wie gesagt durch Stoßanregungen ist dieser Zustand immer besetzt und kann jederzeit gemäß seiner Temperatur wie ein Schwarzkörper emittieren.

  102. Die Story vom nicht strahlenden CO2 kommt eigentlich woher? Finde in der Anglosphäre sehr wenig dazu.

  103. Wolfgang Brune und Uli Weber haben dazu „Sachbücher“ geschrieben. Und bei Eike glauben das viele.

  104. Einstein hatte schon 1916 die Strahlung richtig beschrieben und bis heute hat nichts seinen Aussagen widersprochen. Auf die Idee anzunehmen, daß bei hohen Drücken die Strahlung wegfällt kam er gar nicht, auf solche der Physik widersprechende Ideen sind nur Klimaskeptiker gekommen, die den Treibhauseffekt bestreiten wollen -- aber eben nichts finden, was für diesen Unsinn geeignet wäre.

  105. PS

    Dr. Hans Penner hat auch in Rundschreiben und Rundmails Infoblätter zur Thermalisierung verschickt.

  106. Die Gegenstrahlung ist nichts anderes als die Strahlung des warmen Gaskörpers Atmosphäre. Durch den Energieverlust infolge der Abstrahlung würde die Atmosphäre abkühlen, wenn nicht durch Absorption und nichtstrahlende Wärmeflüsse dieser Energieverlust ersetzt würde, Da Abstrahlung und Energieersatz unterschiedlichen Gestzen gehorchen ist Abstrahlung und Energieersatz selten gleichzeitig, so daß die Temperatur schwankt -- aber über einen genügend langen Zeitraum nahezu ausgeglichen ist.

  107. PPS

    Es ist ja auch richtig, dass in kleinen, abgeschlossenen Behältnissen der Photoakustische Effekt aufgrund der Thermalisierung und damit einhergehenden Druckschwankungen/ Schall funktioniert.

    https://www.sappz.de/forschung/photoakustische-spektroskopie/funktionsskizze_pas_bunt.jpg

    Nur in der freien Atmosphäre hat man eben im LTE auch die Stoßanregung und dadurch Emissionen.

  108. Das Prinzip des Treibhauseffektes hat schon Schwarzschild 1906 beschrieben (besonders in Abschnitt 3: Stabilität des Strahlungsgleichgewichts), wenn er auch die Erdatmosphäre nur am Rande behandelt und die Begriffe „Troposphäre“ und „Stratosphäre“ nicht verwendet. Auch Gold 1908 verwendet den Begriff „Stratosphäre“ nicht und verwendet dafür den Begriff „isothermal Layer“ -- aber erkennt, daß die Grenze Troposphäre./.Stratosphäre mit zunehmender CO2-Konzentration steigt. Das wird heute mit Wetterballons tatsächlich gemessen.

  109. #107 Michael Krüger 30. Dezember 2018 12:32

    Nur in der freien Atmosphäre …

    Gegen das „nur“ muß ich protestieren. Natürlich ist auch im „kleinen, abgeschlossenen Behältniss“ sowohl „LTE als auch Stoßanregung und dadurch Emissionen“. Damit dieser Effekt deutlich wird, ist immer eine schnelle Änderung der einfallenden Intensität notwendig. In der freien Atmosphäre ist die schnelle Änderung seltener.

    Die mit steigender Intensität erfolgende Erwärmung ist im Behältnis und der freien Atmosphäre etwas unterschiedlich. In der freien Atmosphäre hat die Erwärmung eine Volumenausdehnung zur Folge und der Druck bleibt weitgehend konstant. Im Behältnis kann sich das Volumen nicht ausdehnen, deshalb steigt der Druck.

  110. @107 Michael Krüger

    „Nur in der freien Atmosphäre hat man eben im LTE auch die Stoßanregung und dadurch Emissionen.“

    Auch in abgeschlossenen Behältern hat man in guter Näherung an der Erdoberfläche lokales thermisches Gleichgewicht und auch Emissionen. Im Nichtgleichgewichts-Zustand hat man natürlich auch Emissionen. Man kann sie nur nicht im Rahmen der Gleichgewichtsthermodynamik beschreiben. Der photoakustische Effekt wurde von Graham Bell bereits 1880 entdeckt. Wikepedia:

    „Der photoakustische Effekt (PAE), auch optoakustischer Effekt genannt, ist ein physikalischer Effekt, den sich die Optoakustik zunutze macht. Er beschreibt die Umwandlung von Lichtenergie in akustische Energie (Schall). Erstmals beschrieben wurde der photoakustische Effekt 1880 von Alexander Graham Bell.[1] Bereits kurz danach veröffentlichten auch andere namhafte Wissenschaftler wie Rayleigh[2], Wilhelm Conrad Röntgen[3] und John Tyndall[4] Arbeiten zu diesem Effekt.“

  111. @Ebel

    In kleinen, abgeschlossenen Behältnissen kann man durch gezielte Stoßanregung auch selektiv IR-Übergänge/ Strahlung (Moden) induzieren (erzeugen), wie der CO2-Laser zeigt.

    Kommt also ganz auf die Rand-Bedingungen an, die man da erschafft.

  112. PS

    @Berberich

    Und natürlich kann man auch in kleinen, abgeschlossen Behältnissen nahezu LTE herstellen, wenn die Randbedingungen stimmen.

  113. Ergänzend zum Photoakustischen Effekt:

    Wird die Einstrahlung mit Licht nicht unterbrochen, so stellt sich nach einer gewissen Dau-
    er eine Sättigung ein. Das bedeutet, dass sich genauso viele Moleküle im Grundzustand wie
    auch im angeregten Zustand bfinden. Es liegt ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen
    diesen beiden Energieniveaus vor. Es gäbe folglich keinen zu messenden Druckanstieg mehr.
    Anstatt nur den Druckanstieg zu messen, gibt es die Möglichkeit Druckschwankungen zu er-
    zeugen und zu detektieren. Dies wird dadurch realisiert, indem die Lichtzufuhr und damit die
    Energiezufuhr unterbrochen wird. Eine einfache Lösung bietet die Verwendung eines gepuls-
    ten Lasers. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen stellt den angeregten Molekülen eine
    bestimmte Zeitspanne zur Verfügung, in der sie durch Stöße ihre Energie auf andere Moleküle
    übertragen können. (sog. Thermalisierung).

  114. #101 @ Krüger

    „…Der Emissionsgrad von CO2 bei 15 um ist 1, also 100%. Siehe Artikel. Ebenso der Absorptionsgrad. Gemäß Kirchoffschen Strahlungsgesetz. Und gemäß Planck strahlt ein Körper mit Emissionsgrad 1 wie ein Schwarzer Körper der Temperatur T. Das tut auch CO2 bei 15 um. Wie gesagt durch Stoßanregungen ist dieser Zustand immer besetzt und kann jederzeit gemäß seiner Temperatur wie ein Schwarzkörper emittieren….“

    Mit dieser Aussage habe ich ziemliche Probleme. Das CO2 wird nicht genauso viel Strahlung emittieren wie absorbieren, egal wie hoch seine Temperatur oder wie hoch seine Dichte ist. Es befindet sich eben nicht im thermodynamischen Gleichgewicht! Von unten (vom Erdboden) wird ständig durch IR-Strahlung Energie zugeführt, nach oben Wärme abgeführt. Es mag zwar ein „stationärer Zustand“ sein, aber kein „lokales thermodynamisches Gleichgewicht!“ Deswegen lässt sich das Kirchhoff’sche Strahlungsgesetz hier nicht zitieren!

    Annahme: Die Luft ist sehr kalt (-56°C): wird das CO2 viel IR-Strahlung emittieren? Nein!
    Die Luft wird bei einer Temperatur von z.B. 100°C sehr viel mehr IR als aussenden als bei -56°C!

  115. Das kann man doch sicherlich messen, bzw. jemand hat dies bereits erledigt.
    Dann muss niemand etwas in Abrede stellen.

  116. #113 Michael Krüger:

    „Eine einfache Lösung bietet die Verwendung eines gepulsten Lasers. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen stellt den angeregten Molekülen eine bestimmte Zeitspanne zur Verfügung, in der sie durch Stöße ihre Energie auf andere Moleküle übertragen können. (sog. Thermalisierung).“

    Nehmen Sie an, der Strahldurchmesser des gepulsten Lasers ist kleiner als der Durchmesser der photoakustischen Zelle. Bei Laser-Strahlung erwärmt sich infolge optischer Absorption das durchstrahlte Volumen. Die Pulsbreite des Lasers sei 100 ns.. Die Temperaturerhöhung ist nach etwa 1µs abgeschlossen. Dann dehnt sich das durchstrahlte Volumen in die Umgebung aus und kühlt sich infolge von Wärmeleitung wieder ab. Dies dauert geschätzt 100µs. Dies ist der Antrieb für die zu detektierende Schallwelle. Für eine Frequenz von 1kHz ist die Schwingungsdauer aber 1 ms. Der Pulsabstand ist meiner Meinung durch den Hörbereich festgelegt, die Thermalisierung läuft viel schneller ab.

  117. #114 Heiner Kemmann 30. Dezember 2018 13:51

    Das CO2 wird nicht genauso viel Strahlung emittieren wie absorbieren, egal wie hoch seine Temperatur oder wie hoch seine Dichte ist.

    Es steht „Emissionsgrad 1“, das bedeutet nicht es wird „genauso viel Strahlung emittieren wie absorbieren“.

    Außerdem ist unzutreffend „Von unten … wird ständig durch IR-Strahlung Energie zugeführt, nach oben Wärme abgeführt.“ Von unten ist in der Energiezufuhr zum geringsten Teil Strahlung, die Hauptmenge ist nichtstrahlende Wärmezufuhr. Oben ist eine reine Infrarotabstrahlung. Obwohl die entstehende Infrarotstrahlung die Strahlung des warmen Atmosphärengaskörpers ist, ist dieser Sachverhalt über eine ausreichende Mittelungszeit faktisch die Umwandlung von nichtstrahlender Wärme in strahlende Wärme.

    Das oben weniger Infrarot abgestrahlt wird (niedrige Temperatur) als unten eingestrahlt wird (hohe Temperatur) folgt aus der Umlenkung in die Gegenstrahlung.

  118. „Das oben weniger Infrarot abgestrahlt wird (niedrige Temperatur) als unten eingestrahlt wird (hohe Temperatur) folgt aus der Umlenkung in die Gegenstrahlung.“

    Nach der „isothermen Atmosphäre“ und dem Bonmot mit dem „abgeschlossenen“ System „Atmosphäre“ läßt Chaoten-Jochen als Strahlungsumlenker mit einem Notruf, offensichtlich aus dem Narrenhaus, aufhorchen. Lange gehts wohl nicht mehr…

  119. @besso Keks

    Nicht zu schnell urteilen -- vielleicht hat der Herr Ebel tatsächlich eine „Strahlungsweiche“ erfunden,
    die Ihren Hähnchengriller in Gang setzt oder meine Glasscheibe erwärmt!

    Was für eine Aussicht -- keine Windräder mehr, Solarenergie kann uns auch gestohlen bleiben -- und
    die Sensation, alle Gas-, Kohle-, und Kernkraftwerke könnten wir sofort abschalten !

    Das einzige Problem, wir bräuchten noch viel mehr CO2 in der Atmosphäre -- denke , Herr Ebel wird hier auch eine
    Lösung finden -- wahrscheinlich die Strahlung dorthin lenken, wo sie die Erde nicht erwärmen kann.

    Tolles Neues Jahr an alle!

  120. #115 @Lutz Hermann

    Denke ich auch. Müsste doch leicht messbar sein. Einfach nachts das IR-Spektrum zum klaren Himmel hin messen…

    Hat jemand einen Link über das Infrarotemissionsspektrum von Luft im Bereich der 15µ-Bande bei Temperaturen im Bereich 0….20°C ?

  121. „Das einzige Problem, wir bräuchten noch viel mehr CO2 in der Atmosphäre“

    Aber Herr Ordowski, ist ja kein Problem!
    Wir bauen alle Kraftwerke auf der Venus -- da gibt es genug CO2 -- lenken den Strom auf einen Server um und schicken ihn per Email auf die Erde.
    Sollte jemand glauben dies sei nicht möglich, bitte Kontakt mit dem ollen Jochen im Pflegeheim aufnehmen -- der ist echt „old school“ und weiß ganz genau wie es geht.

    Bis dahin auch in 2019 weiterhin viel Spaß mit dem Verein zur Pflege und Erhaltung der Gegenstrahlung hier auf Science -- Skeptical…

  122. @Kemmann

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2018/12/Farag-CO2-emessivity.pdf

    Sollten auch Herr Keks und Eugen lesen. Die haben es am nötigsten.

  123. PS

    Dr.-Arbeit zum Emissionsgrad von H2O und CO2 vom MIT von 1976. 237 Seiten.

  124. PPS

    Und Abb. 3 zeigt Messungen vom Satelliten und Erdboden. Ts entspricht dabei der Strahlungstemperatur des Erdbodens.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/10/satellite-ground-ftir2.jpg

  125. #120 @Kemmann

    Solche Messungen gibt es:
    -- Raymond Sloan et al., Infrared Emission of the Atmosphere, Journal of the Optical Society of America, Vol 45, Nr. 6, Seite 455ff
    -- Infrared and Millimeter Waves V12: Electromagnetic Waves in Matter, Teil 2, Gert Finger et al., Seite 152

    Aber diese beiden Referenzen wurden bei meiner Diskussion mit Herrn Ordowski vor etwa einem Jahr als realitätsfern beschrieben.
    Damals war der Stand von Herrn Ordowski, dass das alles problemlos mit einem Laser (=stimulierte Emission) erklärbar ist und CO2 bodennah nicht strahlen kann.
    Ich gestehe Herr Ordowski (wie auch mir selbst) ein auf der Suche nach der Wahrheit zu sein und damit ständig dazulernen. Es kann also gut sein, dass sich sein Stand geändert hat.

  126. @Michael u. Alle

    Benutzen Sie einmal Ihren „gesunden Menschenverstand“.

    Schauen Sie noch einmal das IPCC Bildchen von der angeblichen Wärme-u. Strahlungsbilanz an.
    Sie sehen, im Mittel strahlt die Sonne ca 168 W/qm zur Erde -- und was passiert?
    Die Menschen Pflastern die Erde mit PV-Anlagen zu -- Energiegewinnung lohnt sich hier scheinbar!

    Was sehen Sie noch?
    Der angebliche „Treibhauseffekt“ strahlt praktisch doppelt so stark, wie die Sonne -- 324 W/qm.
    Und was passiert hier???
    NICHTS -- !!!!

    Warum?

    Weil nichts ankommt, was wir verwerten können !

    Ja, Sie haben jetzt ein paar Stunden Zeit, im neuen Jahr mit neuen Ideen zu starten.

  127. @Joerg Deutering #125
    Nix draus machen, Keks und Ordowski arbeiten am „alternativen Nobelpreis für Physik“

    Es kann also gut sein, dass sich sein Stand geändert hat.

    Eher nicht / unwahrscheinlich 😀

  128. Da ist Hopfen und Malz verloren. Die werden eher noch radikaler. Von den 237 Seiten werden sie nicht eine lesen. Und die AERI-Messungen der Uni Köln als Schwindel abtun.

    http://gop.meteo.uni-koeln.de/ag_crewell/doku.php?id=instruments:aeri:aeri

  129. #126 @Ordowski

    Ich hoffe, es ist klar bei welchen Potentialdifferenzen (hier Temperaturpotentiale) die Flussgröße (hier der Wärmefluss von 168W/qm und 324 W/qm) stattfindet. Daraus lässt sich (idealisiert) die maximal verfügbare Leistung ausrechnen.

    Das bedeutet aber nicht, dass die zusätzlich reemittierte Energie der Atmosphäre nicht die Abkühlung des Erdbodens verlangsamen könnte..

  130. „Nix draus machen, Keks und Ordowski arbeiten am „alternativen Nobelpreis für Physik““

    Keine Chance, da arbeiten schon andere dran:

    „CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“
    „Das oben weniger Infrarot abgestrahlt wird (niedrige Temperatur) als unten eingestrahlt wird (hohe Temperatur) folgt aus der Umlenkung in die Gegenstrahlung.“
    „Die Atmosphäre ist ein abgeschlossenes System“
    „Die Atmosphäre ohne IR_aktive Gase ist im Schwerefeld isotherm“

    usw.

    Wer will gegen soviel Weißheit antreten?
    Sie vielleicht?

  131. „Das bedeutet aber nicht, dass die zusätzlich reemittierte Energie der Atmosphäre nicht die Abkühlung des Erdbodens verlangsamen könnte.“

    Täte sie das, wäre der Boden „wärmer“ und würde mehr Energie ins All strahlen.

  132. @Jeo Keks

    Versuchen Sie es mal mit Stoßenstannung. Soll beruhigend wirken. 😉

    Oder mit Glasplatte- und Tisch-Treibhaus. 😉

    Oder mit einseitig beschienener Erde. Bei der ein Pol nie beschienen wird. Wegen Polarnacht. Wo kommt daher nur die Wärme, dass es nicht -150°C wird?

  133. #124 @Krüger etc.
    Michael Krüger 30. Dezember 2018 19:15

    PPS

    Und Abb. 3 zeigt Messungen vom Satelliten und Erdboden. Ts entspricht dabei der Strahlungstemperatur des Erdbodens.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2014/10/satellite-ground-ftir2.jpg

    Das hilft mir schon weiter.

    Ich habe dazu eine einfache Verständnisfrage. Ihr seid ja hier alle Spezies der Gasphysik:

    Der Erdboden (von mir aus mal als schwarzer Strahler angenommen), strahlt bei einer bestimmten Temperatur, sagen wir 0°C gemäß dem Planck’schen Strahlungsgesetz nach oben ab.

    a) Jetzt befinde sich darüber eine beliebig dicke, homogene Schicht Luft der bekannten Zusammensetzung
    Dann emittiert also das CO2 in Bereich seiner Absorptionsbanden exakt genauso viel zurück, wie vom Erdboden kommt, also ein „Profilstückchen“ aus der Planck’schen Strahlungskurve des schwarzen Strahlers. Ist das so?
    Und das ist die „Gegenstrahlung“, von der hier immer die Rede ist?

    b) wenn die Luft kälter als der Erdboden ist, strahlt sie weniger zurück, genau entsprechend dem „Profilstückchen“ einer entsprechend kälteren Planck-Strahlungskurve? Dann herrscht natürlich kein Strahlungsgleichgewicht und die Strahlungsdifferenz erwärmt die Luft. Falls keine Wärme anderweitig abgeführt wird, tut sie das solange, bis das Temperaturgleichgewicht wiederhergestellt ist.
    Umgekehrt würde sie den Boden erwärmen.
    OK?

    c) Bei den Versuchen von Hug war die Absorption von 15µ-IR-Strahlung nicht nur abhängig von der Dichte der CO2-Moleküle, sondern auch von dem Vorhandensein der anderen, strahlungsfreien Gase (N2,He). Wie wirkt sich das in der Atmosphäre aus? Ändert sich dann bei gleicher Temperatur lediglich die Absorptionstiefe? (würde vermuten, dass sie dadurch noch geringer ist als bei reinem CO2 mit gleicher CO2-Dichte)

    Sorry, ist schon ziemlich lange her, dass ich da mal was von gelernt habe!

  134. @keks #130 #131

    „CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“

    Genau so verstehe ich es auch. Das lässt sich seitens der Wechselwirkung von Boden zur Atmosphäre in den Absorptionsbanden so vorstellen, wie ein beleuchter, dichter Nebel. Durchscheinen vom Boden direkt ins All wird z.B.bei 15µm nichts.

    „Das oben weniger Infrarot abgestrahlt wird (niedrige Temperatur) als unten eingestrahlt wird (hohe Temperatur) folgt aus der Umlenkung in die Gegenstrahlung.“

    Naja, ich würde Ursache und Wirkung hier vertauschen. Es wird von den unteren Schichten zum Boden mehr Strahlungsleistung ausgetauscht. Die resultierende (im Verhältnis zu 293K geringe) Erwärmung des Erdbodens führt zu stärkeren Strahlungsleistung über das ganze Spektrum. Damit ist auch Ihre Aussage:

    Täte sie das, wäre der Boden „wärmer“ und würde mehr Energie ins All strahlen.

    zu Teil richtig. Der Boden wird wärmer. Er strahlt in allen Banden mehr Leistung ab. Diese kommt -- (idealisiert) bis auf die Banden der Treibhausgase -- so im All an. Bei den Treibhausgasbanden emittiert der obere Teil der Troposphäre die entsprechende Leistung, da der darunterliegende Teil nicht transparent dafür ist. Steigt der CO2 Gehalt (und über die Temperatur der Partialdruck von Wasser und damit der Wassergehalt), so steigt die Höhe in der diese Abstrahlung passiert. Dies findet etwa in 7..10km Höhe statt. Je höher die Position, desto niedriger die Temperatur der selektiven Abstrahlung in den Banden.
    Es resultiert über das ganze Spektrum keine höhere Abstrahlung, sie verschiebt sich nur von den Treibhausgasbanden in das Spektrum des (selektiven) grauen Strahlers Erdboden (und Ozeane).

    Idealisiert ist das ganze deshalb, da von keinen Wolken, latentem Wärmefluss, Aerosolen, Unterschiede zwischen Tag- und Nachtseite, sowie Breitengraden ausgegangen wurde.

    „Die Atmosphäre ist ein abgeschlossenes System“

    Falsch. Idealisiert ist es ein geschlossenes System.

    „Die Atmosphäre ohne IR_aktive Gase ist im Schwerefeld isotherm“

    Da wäre ich auch mit „die Troposphäre verhält sich adiabatisch“ mitgegangen, unter der Annahme, dass die Erde Wärme abgibt und die Luftquanten in Bodennähe diese aufnehmen, z.B. als latente Wärme.

  135. @Kemmann #133

    a) ja
    b) ja
    c) ich verstehe die Frage folgendermaßen: wie unterscheidet sich die Absorption und Emission von CO2, wenn bei gleichem Partialdruck (= gleiche Menge an CO2 pro Volumeneinheit) andere Gase, wie N2 und O2 hinzukommen?

    Hier mein Verständnis dazu:
    1. durch die zusätzlichen Molekel pto Volumeneinheit ergeben sich zusätzliche Stöße und damit eine weitere Stoßverbreiterung der CO2 Linien. D.h. Absorption und Emission des CO2 bekommt einen größeren Teil des Spektrums ab.
    2. Aufgrund der Erhöhung der Stoßanzahl ergibt sich eine bessere Anbindung an das umgebende Wärmereservoir.
    3. Aus 2. lässt sich ableiten, dass damit nun die Wärmekapazität der gesamten Gasmenge zut Verfügung steht und nicht nur die des CO2 allein.

  136. „„CO2, H2O strahlen direkt aus der unteren Atmosphäre zurück. Die Gegenstrahlungsleistung entspricht der Intensität der Erdabstrahlung in diesen Wellenlängen.“

    Genau so verstehe ich es auch.“

    Sie glauben an ein Perpetuum Mobile. Aus dem Gasvolumen wird in alle Richtungen abgestrahlt (wenn abgestrahlt werden würde), d.h. nach oben und nach unten. Sie strahlen vom Boden aus X ein und strahlen 2X aus dem Volumen aus.

    „Es wird von den unteren Schichten zum Boden mehr Strahlungsleistung ausgetauscht. Die resultierende (im Verhältnis zu 293K geringe) Erwärmung des Erdbodens führt zu stärkeren Strahlungsleistung über das ganze Spektrum.“

    Eine strahlende kältere Atmosphäre kann einen wärmeren Boden nicht erwärmen. Wie oft muß das noch gesagt werden???

    „Es resultiert über das ganze Spektrum keine höhere Abstrahlung, sie verschiebt sich nur von den Treibhausgasbanden in das Spektrum des (selektiven) grauen Strahlers Erdboden (und Ozeane).“

    Unfug!
    Der Boden strahlt im offenen Fenster direkt ins All. Alles was in der Atmosphäre absorbiert wird (im 14µm-Bereich fast alles innerhalb des ersten Meters), wird oben ins All gestrahlt.
    Wo soll die Energie zur Erwärmung her kommen???

    „„Die Atmosphäre ist ein abgeschlossenes System“

    Falsch. Idealisiert ist es ein geschlossenes System.“

    Ach Gottle!
    Die Atmosphäre tauscht mit dem Boden Energie und Materie (Regen!)
    Sie ist daher im Sinn der Thermodynamik ein „offenes System“

    „Da wäre ich auch mit „die Troposphäre verhält sich adiabatisch“ mitgegangen, unter der Annahme, dass die Erde Wärme abgibt und die Luftquanten in Bodennähe diese aufnehmen, z.B. als latente Wärme.“

    Das hat mit Wärmetransport in die oder der Atmosphäre nichts zu tun sondern mit dem Vorhandensein einer potentiellen Energie in einem Schwerefeld. Die Natur gleicht keine Temperaturen aus, sondern Energien. ALLE Energieformen werden dabei gleich behandelt. Ausgehend vom Streben nach hoher Entropie (d.h. gleich verteilter Energie) muß der Teilchenmix unten pro Teilchen im Schnitt die gleiche Energie beinhalten wie oben. Die Atmosphäre ist dann isentrop.
    Oben haben die Moleküle dann eine hohe potentielle Energie und im Vergleich eine niedrige kinetische Energie.
    Unten ist das umgekehrt. Da bei Gasen die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle der „Temperatur“ des Gases entspricht, ist es unten „wärmer“ als oben.
    Der Temperaturgradient einer Atmosphäre im Schwerefeld beruht also auf dem Energieerhaltungssatz.

    Daher besteht zwischen Temperatur und Höhe ein linearer Zusammenhang (h x g).
    Dieser kann natürlich durch lokale Störeinflüsse verfälscht werden (z.B. Absorption von Energie durch O3 in bestimmten Höhen oder Einleitung von Energie am Boden per Leitung/Konvektion und Latenzwärme)

    Guten Rutsch!

  137. @Joe Keks

    Es wird natürlich auch in alle Richtungen abgestrahlt. Siehe hier:

    https://www.bilder-upload.eu/bild-72a2bd-1546275518.jpg.html

    Und regen Sie sich nicht so auf, vielleicht hilft ja Stoßentspannung? 😉

  138. #130 besso keks 31. Dezember 2018 08:48

    „Die Atmosphäre ist ein abgeschlossenes System“

    keks ist so in der Klemme, so daß er schwindeln muß, um andere zu täuschen. Hier geschieht das Schwindeln durch Weglassen. Richtig ist

    „Eine Atmosphäre ohne Treibhausgase ist ein (fast) abgeschlossenes System“

    Nach oben abgeschlossen durch das Vakuum des Weltalls, nach unten durch eine ruhende Luftschicht. Eine ruhende Luftschicht ist ein ganz schlechter Wärmeleiter.

    Außerdem zeigt keks wieder seine mangelnde Kenntnis der Treibhauszusammenhänge:
    #136 besso keks 31. Dezember 2018 16:14:

    Sie glauben an ein Perpetuum Mobile. Aus dem Gasvolumen wird in alle Richtungen abgestrahlt (wenn abgestrahlt werden würde), d.h. nach oben und nach unten. Sie strahlen vom Boden aus X ein und strahlen 2X aus dem Volumen aus.

    Keks vergißt sowohl die Gegenstrahlung von oben (in dem unteren Bereich gleich der Strahlung nach oben), also werden 2X absorbiert und 2X abgestrahlt. Dazu kommen noch die nichtstrahlenden Wärmeströme.

    Guten Rutsch und vielleicht lernt keks 2019 Physik.

  139. Bei den geschlossenen/offenen System gehe ich auch gerne mit Ihrer Erklärung mit. Wobei sich aber speziell für Energie- und Enthalpiebetrachtungen die Frage stellt, was unter Berücksichtigung des Regens neben der latenten Wärme (z.B. Kondensationsenthalpie) dann noch zu betrachten wäre.

    Ich bedanke mich für die Erklärung der isentropen Atmosphäre. Ich hatte damals die isentrope Prozesse als reversible Untermenge der adiabatischen kennengelernt, womit sich der Adiabatenexponent ergab.

    Dennoch habe ich hier meine Schwierigkeiten:

    Aus dem Gasvolumen wird in alle Richtungen abgestrahlt (wenn abgestrahlt werden würde), d.h. nach oben und nach unten. Sie strahlen vom Boden aus X ein und strahlen 2X aus dem Volumen aus.

    Eine strahlende kältere Atmosphäre kann einen wärmeren Boden nicht erwärmen. Wie oft muß das noch gesagt werden???

    Die Atmosphäre verhält in den angesprochenen Wellenlängen wie ein selektiver schwarzer Strahler und strahlt nach allen Seiten, aufgrund ihrer Temperatur nicht aufgrund der Einstrahlung.

    Folgende Situation: Betrachten Sie gedanklich ein sich selbst erwärmendes Objekt (2, z.B. radioaktives Material) und packen Sie ihn in eine Hülle (1). Dieses Konstrukt soll im Weltall positioniert sein.

    ┌───────────────┐
    │. Hülle 1 . . .│
    │. . . . . . . .│
    │. .╔══════╗ . .|
    │. .║ Wärme║ . .│
    │. .║quelle║ . .│
    │. .║ , 2 ,║ . .│
    │. .╚══════╝ . .│
    │. . . . . . . .│
    └───────────────┘

    Es soll sich die Hülle mit der Wärmequelle im thermodynamischen Gleichgewicht befinden. Damit wäre der Wärmefluss vom 1 zu 2 Qp12 gleich dem Wärmefluss zurück Qp12=Qp21. zusätzlich wäre aber ein Wärmefluss außerhalb von der Hülle ins All festzustellen Qp10, aber keine zurück Qp01 =0. (Qp steht für Q Punkt)

    -- Hat sich hier auf wundersame Weise ein Perpetuum mobile gebildet, da die Hülle zweimal den Energiefluss Qp21 der Wärmequelle aufweist? Oder bleibt die Hülle auf der Innenseite zur Wärmequelle hin kalt?
    -- Hat die Wärmequelle die gleiche Temperatur, wie in einer Situation, in welcher diese frei im All positioniert werden würde?

  140. PS: guten Rutsch an alle ob rückstrahlend oder nicht 😉

  141. #139
    Ich glaube ich habe es jetzt einigermaßen verstanden:
    Das IR-Strahlunssaldo X vom Boden zum genannten „Volumen“ ist =0, wenn Boden und Boden dieselbe Temperatur haben.
    Es ist >0, wenn die bodennahe Luftschicht (ein wenig) kälter ist als der Boden. Oberhalb befindet sich natürlich eine weitere Luftschicht , die ebenfalls eine Temperatur hat. Nach oben gehen deshalb nicht 2X sondern ein X‘ was sich wiederum aus der Temperaturdifferenz der gedachten übereinanderliegenden Luftschichten ergibt.
    Salopp ausgedrückt geschieht erst ganz oben in der Atmosphäre die freie Abstrahlung (ohne „Gegenstrahlung“ ) ins eiskalte Universum (naja, es hat immer noch ein paar K).
    Insgesamt erfolgt durch die Infrarotstrahlung ein Wärmetransport entlang des Temperaturgrandienten. Der Effekt des Wärmetransport ist ähnlich der gewöhnlichen Wärmeleitung in Festkörpern oder nicht strahlenden Gasen.

    In deinem unteren Beispiel hast du kein thermodynamisches Gleichgewicht, sondern nur einen stationären Zustand, der innen eine Energiequelle und zum Vakuum hin eine Energiesenke hat.
    Wäre Hülle mit Wärmequelle im Gleichgewicht, würde sich die Hülle und die Wärmequelle immer stärker aufheizen. Aber die Wärmeabstrahlung nach draußen klaut der Hülle Energie, sie wird kälter, darum ist Qp12 < QP21 .

  142. „Es soll sich die Hülle mit der Wärmequelle im thermodynamischen Gleichgewicht befinden.“

    Wenn 1 Energie ins All verliert, bleibt ein thermodynamischen Gleichgewicht zwischen 1 und 2 ein frommer Wunsch, da sich
    1 abkühlt.

    „Hat sich hier auf wundersame Weise ein Perpetuum mobile gebildet, da die Hülle zweimal den Energiefluss Qp21 der Wärmequelle aufweist?“

    Das geht nicht! Der flächenbezogene Energiefluß, integriert über die gesamte Oberfläche kann nicht größer sein als der Energiefluß von 2 nach 1. ! kühlt aus.

    “ Oder bleibt die Hülle auf der Innenseite zur Wärmequelle hin kalt?“

    Sie kriegen einen Gradienten in 1…

    „Hat die Wärmequelle die gleiche Temperatur, wie in einer Situation, in welcher diese frei im All positioniert werden würde?“

    Das hängt vom Verhältnis der „erzeugten“ Wärmeenergie im Inneren zur Höhe der abfließenden Energie an der Oberfläche ab.

  143. Die im Artikel Angesprochenen dürfen/sollten sich das mal detailliert durchlesen:
    Giving Credit to Willis Eschenbach for setting the Nikolov-Zeller silliness straight
    Gerne auch den Links im Artikel folgen, zwecks Einsichtgewinnung 😀

  144. ein angenehmes Gefühl im neuen Jahr gleich etwas dazuzulernen…

    (I) Es würde sich ein thermodynamisches Fließgleichgewicht (= der stationäre Zustand von Hr.n Kemmann) einstellen, nicht „ein Gleichgewicht“ wie ich es geschrieben habe.

    (II) Qp12 < Qp21 stimmt. Die Differenz muss ja dann auch gerade Qp10 sein.
    (III) Damit stimmt auch Hr.n Keks Aussage ∑Qp1x = ∑Qp2x.

    Die Temperatur von (2) würde sich dennoch erhöhen, da der Fluss der „Konstantwärmestromquelle“ mit I = Qp einen Widerstand erfährt. Wie Herr Keks geschrieben hat abhängig von der inneren, erzeugten Wärmequelle und der abfließenden Energie, bzw. Wärmekapazität und Wärmewiderstand.

    Das System verhält sich wie ein komplexer Spannungsteiler, da in (1) und (2) je ein Wärmekapazitäten und Wärmewiderstand aufweisen und es einen Wärmeübergangswiderstand an den Kontaktstellen 21 und 01 gibt. Das Potential V2 ergibt sich hier aus der Temperatur an der Oberfläche der Wärmequelle und V1 aus der an der Oberfläche der Hülle.
    Diese Betrachtung wird häufig für Rechnungen zur Wärmeleitung mit genutzt. Leider ist das ganze Bild etwas anstrengender zu rechnen, da für den Wärmefluss die Potentiale über die Temperatur und für die Wärmestrahlung die Potentiale über rho * T^4 (rho ist die SB-Konstante) gegeben sind. Für eine Abschätzung ist aber unerheblich, ob T2 > T1 oder T2^4 > T1^4..

    Situation mit Hülle:

    ┌------------------------┬------------┐
    ↑؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ╪C2  ▯R2 ؜ ͏؜ ͏Körper 2 "Wärmequelle"
    Ө ͏؜I؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜؜V2 ├------------┘
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ▯R21
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜V1 ├------------┐
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ╪C1  ▯R1؜ ͏؜ ͏؜ ͏Körper 1 "Hülle"
    |؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜V0 ͏├------------┘
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ▯R10
    ╧͏  ͏ ͏ ͏ ͏ ͏ ͏ ͏╧͏ ͏ ͏
    GND     GND

    Situation ohne Hülle:

    ┌------------------------┬------------┐
    ↑؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ╪C2  ▯R2
    Ө ͏؜I؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜V2 ├------------┘
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ▯R20
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ |͏
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ |͏
    |؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜؜ ͏؜ ͏ ͏|͏
    |͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ ͏؜ |͏
    ╧͏  ͏ ͏ ͏ ͏ ͏ ͏ ͏╧͏ ͏ ͏
    GND     GND

    Interpretation
    R21 wäre hier über die Absorptionskoeffizienten von Wärmequelle (Erdboden) und Hülle (Luft) bei der betrachteten Wellenlänge und der Kontaktfläche definiert. So wie ich es verstehe, geht dieser Übergangswiderstand gegen 0, da die Absorption gegen 100% geht. Für R10 und R20 sollte der Wellenwiderstand des Vakuums sowie dem Emissionskoeffizienten und der Fläche der Hülle / der Wärmequelle anzunehmen sein.

    Im eingeschwungenen Zustand der „Situation mit Hülle“ wäre die resultierende Wärmeübertragung zwischen 2<->1 (Qp21 -- Qp12) und 1<->0 (Qp10) gleich. Da Qp10 aber gleich dem ursprünglichen Wärmefluss der Wärmequelle Qp21 ist, wird Qp12 =0. Im eingeschwungenen Zustand gibt es keine Rückstrahlung.

    Das Potential V2 unterscheidet sich aber zwischen der Situation mit Hülle und der ohne (eingeschwungenen Zustand), wenn der Wärmedurchlasswiderstand R1>0 ist. Bei der Situation ohne Hülle, wäre dieses Potential (also die Temperatur an der Oberfläche der Wärmequelle) niedriger und bei der Situation mit Hülle höher.

    Übertragen auf Erde und Atmosphäre für die CO2 Emissionsbanden würde das Ganze die in #134 angegebenen Idealisierungen vornehmen. Ein eingeschwungener Zustand würde in der Atmosphäre nicht stattfinden.

  145. Giving Credit to Willis Eschenbach for setting the Nikolov-Zeller silliness straight

    Gähn!
    https://www.eike-klima-energie.eu/2018/02/09/schock-studie-formel-berechnet-praezise-planetarische-temperaturen-ohne-treibhauseffekt-und-co2/

  146. @Heiner Kemmann #74 / #82

    Falls Sie es noch wissen wollen?!
    Da ich keinen Beitrag gesehen habe, der ihre Fragen wirklich richtig beantwortet.

    Aus dem Massenabsorptionskoeffizient ka kann man die mittlere freie Weglänge der Strahlung l(rad) = 1/(ka*rho) ermitteln. Die andere Alternative wäre über den Absorptions-Wirkungsquerschnitt sigma mit l(rad) = 1/(n*sigma) (siehe Paper 3).

    Der mittlere effektive Massenabsorptionskoeffizient der Luft auf Meereshöhe über den IR-Wellenlängenbereich beträgt ca. 0,34 m^2/kg und damit ergibt sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung von l(rad) = 360 m, dabei beträgt der mittlere effektive Massenabsorptionskoeffizient vom Wasserdampf ka(wv) = 0,3 m^2/kg und der mittlere effektive Massenabsorptionskoeffizient vom CO2 ist ka(cd) = 0,05 m^2/kg über den IR-Wellenlängenbereich der Atmosphäre bei Standardbedingungen.

    Im Wellenlängenbereich vom atmosphärischen Fenster hat man einen mittleren effektiven Massenabsorptionskoeffizient der Luft ka = 2*10^-3 m^2/kg (oder ka = ka0*e mit ka0=2*10^-6 m^2/(kg*Pa) und e=Partialdruck-Wasserdampf in Pa) und damit würde sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung l(rad) = 67 km ergeben.

    Betrachtet man den effektiven Massenabsorptionskoeffizient um die 15µm-Bande vom CO2 von ka = 200 m^2/kg (Bereich: 10 -- 500 m^2/kg), so ergibt sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung in der Luft [rho(0m,288K,CO2) = 7,3*10^-4 kg/m^3] von l(rad) = 136 -- 3 m.

    Der effektive Massenabsorptionskoeffizient vom Wasserdampf in Luft [rho(0m,288K,H2O_g) = 7,5*10^-3 kg/m^3] liegt zwischen 2*10^-6 -- 20 m^2/kg für den IR-Wellenlängenbereich von 5 bis 40µm der Luft, womit sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung von l(rad) = 7*10^7 -- 6 m ergibt.

    Der effektive Massenabsorptionskoeffizient von Wasser (flüssig) liegt bei ka = 100 m^2/kg (Bereich: 10 -- 300 m^2/kg) für den IR-Wellenlängenbereich, womit sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung von l(rad) = 100 -- 3 µm für reines Wasser und für den Flüssigkeitsanteil [rho(0m,288K,H2O_l) = 7,5*10^-3 kg/m^3] in der Luft von l(rad) = 14 -- 0,5 m ergeben.

    Der effektive Massenabsorptionskoeffizient vom Ozon liegt bei ka = 200 m^2/kg (Bereich: 35 -- 420 m^2/kg) um die 9,5µm-Bande vom O3 in der Luft [rho(0m,288K,O3) = 1*10^-7 kg/m^3], womit sich eine mittlere freie Weglänge der Strahlung von l(rad) = 286 -- 24 km ergibt.

    Der Massenabsorptionskoeffizient ist stark stoff- und wellenlängenabhängig.

    Partial-Dichte: rho(h,T,i) = p(h,T,i) * M(i) * rho(h,T)/[p(h,T) * M]
    rho(0m,288K,CO2) = 40 Pa * 0,04401 kg/mol * 1,21 kg/m^3 / [101325 Pa * 0,0289 kg/mol] = 7,3*10^-4 kg/m^3
    rho(0m,288K,H2O_g) = 1000 Pa * 0,01802 kg/mol * 1,21 kg/m^3 / [101325 Pa * 0,0289 kg/mol] = 7,5*10^-3 kg/m^3 (Gleichgewicht: Verdunstung Kondensation)
    rho(0m,288K,H2O_l) = 1000 Pa * 0,01802 kg/mol * 1,21 kg/m^3 / [101325 Pa * 0,0289 kg/mol] = 7,5*10^-3 kg/m^3 (Gleichgewicht: Verdunstung Kondensation)
    rho(0m,288K,O3) = 5*10^-3 Pa * 0,048 kg/mol * 1,21 kg/m^3 / [101325 Pa * 0,0289 kg/mol] = 1*10^-7 kg/m^3

    Partial-Teilchendichte: n(h,T,i) = [rho(h,T,i) / M(i)] * NA, wobei NA = 6,022*10^23 1/mol

    M(CO2)= 44,0098 g/mol = 0,04401 kg/mol, M(H2O)= 18,0152 g/mol = 0,1802 kg/mol, M(O3)= 47,9982 g/mol = 0,048 kg/mol

    Siehe Papers:
    1) J.W. Ramsey, H.D. Chang and R.J. Glodstein, A Study of the Incoming Longwave Atomspheric Radation from the Clear Sky, 1981
    2) Toni Pujol, Effects of convection on the removal of the multiplicity of stable states in one-dimensional vertical models, 2003
    3) Derrek J. Wilson and Julio Gea-Banacloche, Simple model to estimate the contribution of atmospheric CO2 to the Earth’s greenhouse effect, 2012

  147. Hallo Hr. Effmert,
    gibt es zu den von Ihnen errechneten Werten auch „gemessene“, z.B. Abnahme der Strahlungsleistung über die Wegstrecke?

    MfG

  148. @besso keks #147

    Ja, siehe Paper 1 (per Atomspheric Sounding).
    Und noch ein älteres Paper, wo der Absorptionsgrad bestimmt wurde, woraus sich der Massenabsorptionskoeffizient ermitteln lässt:
    Howard J. N., Burch D. E., Williams D. (1956): Infrared Transmission of Synthetic Atmospheres. J. Opt. Soc. Am. 46, Issue 4, 237-245

  149. Vielen Dank, Herr Effmert.
    Will nicht nerven, sind die Artikel irgendwo frei zugänglich?

    MfG

  150. @Joe Keks

    https://www.bilder-upload.eu/bild-97ad00-1546430893.jpg.html

  151. PS

    https://www.bilder-upload.eu/bild-7ea575-1546431532.jpg.html

  152. @besso keks #149

    Will nicht nerven, sind die Artikel irgendwo frei zugänglich?

    Ja, ich denke, die müsste alle für frei zugänglich sein.

  153. https://www.bilder-upload.eu/bild-7ea575-1546431532.jpg.html
    https://www.bilder-upload.eu/bild-97ad00-1546430893.jpg.html

    Joo, so mag ich Physik.
    Ich kann mir die Formel aussuchen, bei der raus kommt was ich gerne hätte.
    Nennt sich das „Demokratische Physik“?

  154. #147 besso keks 2. Januar 2019 12:18

    Abnahme der Strahlungsleistung über die Wegstrecke?

    Eine Änderung „der Strahlungsleistung über der Wegstrecke“ muß nichts mit der Absorfptionslänge zu tun haben, sondern mit der Temperaturänderung, denn wo stark absorbiert wird, wird auch stark emittiert.

    Auch mit einem weiteren Irrtum muß mal aufgeräumt werden. Der Temperaturverlauf in der Atmosphäre (siehe Wärmestrom 144) ist nicht gottgegeben -- er ist die Folge der Wechselwirkung Infrarotstrahlung./.Treibhausgase. Ausnahme: Die Ozonschicht als Folge der Absorption (und damit Heizung) des Sauerstoffs durch den UV-Anteils der Solarstrahlung.

  155. #163 besso keks 2. Januar 2019 15:23

    Ich kann mir die Formel aussuchen, bei der raus kommt was ich gerne hätte.

    Das sind verschiedene Näherungsformeln, die manchmal ganz verschieden aussehen -- aber ähnliche Ergebnisse im jeweiligen Gültigkeitsbereich liefern.

  156. @Ebel, Keks

    Und seit Angström 1915 kommt aus den Näherungsformeln für die Clear-Sky-Emissivität annähernd dasselbe raus.

    So Werte um 75% für die untere Atmosphäre.

  157. „Eine Änderung „der Strahlungsleistung über der Wegstrecke“ muß nichts mit der Absorfptionslänge zu tun haben, sondern mit der Temperaturänderung, denn wo stark absorbiert wird, wird auch stark emittiert.

    Auch mit einem weiteren Irrtum muß mal aufgeräumt werden. Der Temperaturverlauf in der Atmosphäre (siehe Wärmestrom 144) ist nicht gottgegeben — er ist die Folge der Wechselwirkung Infrarotstrahlung./.Treibhausgase. “

    Erzähl den Müll Dagobert Duck!

  158. #157 besso keks 2. Januar 2019 19:15

    Erzähl den Müll Dagobert Duck!

    Dagobert Duck (alias besso keks) hat die Wahrheit doch schon gelesen -- aber offensichtlich nicht verstanden -- wahrscheinlich mangels Grundkenntnisse.

    Ich empfehle z.B. Schwarzschild 1906 zu lesen.

  159. „Ich empfehle z.B. Schwarzschild 1906 zu lesen.“

    Das hier paßt besser zu deinem Niveau:
    https://tinyurl.com/y9j362z8

  160. #159 besso keks 3. Januar 2019 09:07

    Das hier paßt besser zu deinem Niveau:

    So was kann ich zwar aiuch lesen, aber ich habe eben auch kein Problem mit Schwarzschild.

    Für Dich scheint aber Schwarzschild zu hoch zu sein, obwohl er sehr allgemeinverständlich geschrieben hat. Schwarzschild hat sogar allgemeinverständlicher als Einstein geschrieben, obwohl Einstein Schwarzschild für die Losung der Einsteingleichungen gedankt hat.

  161. „…Einstein Schwarzschild für die Losung der Einsteingleichungen gedankt hat.“

    Da bin ich jetzt echt froh!
    Is ja echt anständig von dem Einstein!
    Netter Kerl!

  162. #161 besso keks 3. Januar 2019 14:28

    Is ja echt anständig von dem Einstein!

    Da Sie Schwarzschild nicht verstehen, könnte man annehmen, daß Sie die Fähigkeiten Schwarzschilds nicht kennen und deshalb Schwarzschilds Aussagen nicht vertrauen -- aber Einstein sollten Sie kennen.

  163. #146 Herr Effmert

    Vielen Dank für diese Daten, insbesondere auch für die zu den anderen IR-aktiven Gasen.
    Die habe ich mir noch fast gar nicht angeschaut.

    Für CO2 passt das ziemlich gut zu den Messungen von Hug:
    Bei einer Höhe von 3-10m ist der größte Teil der Strahlung in der Mitte der 15µ-Bande
    schon absorbiert. An den Bandenrändern soll sich dann die mittlere freie Weglänge
    auf den oberen von Ihnen angegebenen Bereich vergrößeren, also auf ca.135…168m.

    Jedenfalls schafft es in diesem Bereich kein IR-Photon, direkt vom Boden ins All zu entweichen.
    A) Ich würde annehmen, dass der CO2-Effekt bei unseren Verhältnissen nahezu gesättigt ist, also mehr CO2 würde die mittlere freie Weglänge noch ein bißchen reduzieren, vielleicht dadurch den Wärmetransport durch Strahlung noch sehr geringfügig reduzieren.

    B) Anderseits hat CO2 doch eine recht hohe Wärmekapazität (von Wasserdampf gar nicht zu reden). Das würde wiederum den Wärmetransport nach oben durch Konvektion verstärken.

    C) Im oberen Atmosphärenbereich würde eine höhere CO2-Konzentration dazu führen, dass
    die Wärme schon aus etwas niedrigeren Schichten ins All abgestrahlt wird als bisher, d.h. die obere Atmosphäre würde kälter. Damit wird der Wärmegradient der unteren Atmosphäre etwas höher, was den Wärmeabfluss wieder wachsen lässt.

    Vielleicht kann jemand was zur Quantität dieser Effekte sagen.

  164. #163 Heiner Kemmann 4. Januar 2019 00:52

    nahezu gesättigt ist, also mehr CO2 würde die mittlere freie Weglänge noch ein bißchen reduzieren, vielleicht dadurch den Wärmetransport durch Strahlung noch sehr geringfügig reduzieren.

    zu A): Noch mal: wo stark absobiert wird, wird auch stark emittiert, der Wärmestrom wird also nicht reduziert, sondern verstärkt, wegen der höheren Temperatur.

    zu B): In der Troposphäre spielt zwar die Konvektion eine große Rolle -- aber die Wärmekapazität ändert sich kaum. Die Konvektion ändert sich allerdings -- allerdings wegen des Anstiegs der Tropopause.

    zu C): Kälter werden und höhere Abstrahlung ist ein Widerspruch. Es wird kälter und weniger in diesem Wellenbereich abgestrahlt, dafür wird im Wellenlängenbereich des offenen Fensters mehr abgestrahlt. Der Temperaturverlauf ist nicht gottgegeben, sondern wird durch die Treibhauskonzentration verursacht. Wegen des nahezu unveränderten adiabatischen Temperaturgradienten und dem Steigen der Tropopause sinkt die Temperatur der Stratosphäre.

    Siehe Folie 49.

    Siehe auch Schwarzschild 1906.

  165. @Heiner Kemmann #163

    B) Nein, dazu ist die Partial-Massendichte vom CO2 einfach zu klein. Der Effekt ist vernachlässigbar bei ca. 10^-5 K Temperaturänderung [cp(1bar,300K,H2O) = 1865 J/(kg*K); cp(1bar,300K,O2) = 919 J/(kg*K); cp(1bar,300K,N2) = 1040 J/(kg*K); cp(1bar,300K,CO2) = 849 J/(kg*K)].

    Warum versteifen sich alle auf das CO2, das fast keinen energetischen Effekt hat. Keiner kann den Erhaltungssatz der Energie überlisten, aber manche Leute versuchen es immer wieder.
    Die einfache Energiebilanz der Erde ergibt sich aus folgender Gleichung:
    4pi*e(s)*tau(atm)*sigma*T(s,avg)^4 = pi*S*(1 -- A)
    oder
    4pi*e(s)*[1 -- a(atm)]*sigma*T(s,avg)^4 = pi*S*(1 -- A)

    Damit erhält man für die „Global-Temperatur“ der Erdoberfläche folgende Beziehung:
    T(s,avg) = {(1 -- A)/[tau(atm)*e(s)]}^0,25 * [S/(4*sigma)]^0,25
    oder
    T(s,avg) = {(1 -- A)/[(1 -- a(atm))*e(s)]}^0,25 * [S/(4*sigma)]^0,25

    wobei die Parmeter folgende Bedeutung haben:
    A = mittlere planetare Albedo ist eine Funktion(Typ und Konzentration der strahlungsaktiven Gase, Aerosole, Wolken-Bedeckung und -Höhe, Oberflächen-Temperatur, Temperatur-Profil der Atmosphäre usw.)
    e(s) = mittlerer IR-Emissionsgrad der Oberfläche ist eine Funktion(Wasserwellen-Höhe und -Breite, Windgeschwindigkeit, Boden-Feuchtigkeitsgehalt usw.)
    tau(atm) = mittlerer atmosphärischer IR-Transmissionsgrad ist eine Funktion(Typ und Konzentration der strahlungsaktiven Gase, Aerosole, Wolken-Bedeckung and -Höhe, Oberflächen-Tempertur, Temperatur-Profil der Atmosphäre usw.)
    a(atm) = mittlerer atmosphärischer IR-Absorptionsgrad ist eine Funktion(Typ und Konzentration der strahlungsaktiven Gase, Aerosole, Wolken-Bedeckung and -Höhe, Oberflächen-Tempertur, Temperatur-Profil der Atmosphäre usw.)

    Die planetare Albedo A ist mit tau(atm) bzw. a(atm) und e(s) verknüpft, genauso wie tau(atm) bzw. a(atm) und e(s) ihrerseits von der planetaren Albedo A verknüpft ist. Die energetischen Verhältnisgrößen A, tau(atm) bzw. a(atm) und e(s) sind gekoppelte dynamische Größen. Eine Einzel-Betrachtung der Energiebilanz für die Größe A oder tau(atm) bzw. a(atm) oder e(s) sind deshalb nicht möglich bzw. völlig sinnfrei.

    Folgende Anfangs-Werte der Parameter: e(s) = 0,96, tau(atm) = 0,64, a(atm) = 0,36 und A = 0,29.
    Wenn sich die Größe tau(atm) von 0,64 auf 0,63 erniedrigt oder a(atm) von 0,36 auf 0,37 zunimmt, dann erhöht sich auch die Albedo auf 0,3. Mit der Erhöhung der Albedo und a(atm) nimmt aber auch der IR-Emissionsgrad der Oberfläche auf 0,965 zu.

    Siehe: Wu, X. and W.L. Smith, Emissivity of rough sea surface for 8-13 µm: modeling and verification, Appl. Opt. 36, 2609-2619 (1997)
    Wenn die Atmosphäre eine größere Energiemenge speichern und freisetzen kann, dann kann die Windgeschwindigkeit höher ausfallen. Je größer die Windgeschwindigkeit werden kann, je höher ist der IR-Emissionsgrad der Oberfläche (höhere Druckdifferenz -> höhere Windgeschwindigkeit -> höhere Wellen -> höhere Emissivität der Wasseroberfläche).
    Messung (per Remote Sensing): v(wind) = 0 m/s -> e(s,wasser) e(s,wasser) <= 0,96

    Eine wellenlose Wasseroberfläche von 17°C und eine wellenreiche Wasseroberfläche (stürmische See) von 15°C emittieren die gleiche IR-Strahlungsenergie.

  166. Warum versteifen sich alle auf das CO2, das fast keinen energetischen Effekt hat.

    Weil IPCC und CO. von lauter positiven Feedbacks durch CO2 ausgehen.

    Die einfache Energiebilanz der Erde ergibt sich aus folgender Gleichung:
    4pi*e(s)*tau(atm)*sigma*T(s,avg)^4 = pi*S*(1 — A)

    Was ein Herr Weber, Ordowski und Keks vehement abstreiten.

  167. #165 W. Effmert 4. Januar 2019 16:34

    Keiner kann den Erhaltungssatz der Energie überlisten, aber manche Leute versuchen es immer wieder.

    Die Temperatur der Erdoberfläche kann mit Energieerhaltungssatz nicht bestimmt werden. Der Energieinhalt der Atmosphäre könnte durch die Solarstrahlung in wenigen Tagen ersetzt werden bzw. erheblich vergrößert oder verkleinert werden -- also ist mit dem Energieerhaltungssatz nichts zu machen.

    Da die Gegenstrahlung z.T. sogar eine höhere Intensität als die Solarstrahlung erreichen kann hat nichts mit der Energierhaltung zu tun, da Gegenstrahlung und Aufwärtsstrahlung einen Kreislauf bilden und der Energieinhalt dieses Kreislauf kann mit ganz kleinen Differenzen zwischen absorbierter Solarstrahlung und emittierter Abstrahlung der Erde vergrößert werden.

  168. @Michael Krüger #166

    Korrekterweise muss man sagen, dass diese Energiebilanz nur unter der Voraussetzung der gleichmäßigen Verteilung der Eingangs-Energie im System Erde gilt, und dass die dynamisch-dissipativen Änderungen dE/dt = 0 sind (Energie-Eintrag = Energie-Austrag). Bei dynamisch-dissipativen Systemen, wie die Erde, gilt das nur in erster Näherung. Deshalb habe ich die Formulierung „einfache Energiebilanz“ gewählt.

  169. @Ebel #167

    … also ist mit dem Energieerhaltungssatz nichts zu machen.

    Der Erhaltungssatz der Energie gilt an jedem Ort zu jeder Zeit, anders könnte man die physikalischen Gesetzmäßigkeiten gar nicht ableiten. Zudem ist die Erde kein abgeschlossenes System. Wenn der Erhaltungssatz der Energie nicht gelten würde, dann wären die Ozeane schon längst verdampft. Auf welchem Planeten leben Sie eigentlich?!

    Da die Gegenstrahlung z.T. sogar eine höhere Intensität als die Solarstrahlung erreichen kann …

    Die „Gegenstrahlung“ ist eine Konsequenz aus dem Erhaltungssatz der Energie der solaren Einstrahlung. Ohne stetige Energiezufuhr von der Sonne wäre die so genannte „Gegenstrahlung“ fast null.

    Herrje, wo bin ich hier gelandet!?

  170. @Effmert

    Stimmt nicht ganz, dass mit der Gegenstrahlung. In der Polarnacht messen Sie am Südpol in etwa 100 Watt/m^2 Gegenstrahlung, ohne Sonne.

    https://www.bilder-upload.eu/bild-b75224-1546693496.png.html

  171. PS

    Bei -50°C (223 K) strahlt die Luft in etwa noch mit 100 W/m^2 zurück. Luft hat in etwa einen Emissiongrad von 0,75.

    E = 0,75 x 5,67E-8 x 223^4 = 105 W/m^2

  172. „Herrje, wo bin ich hier gelandet!?“

    Gute Frage !

  173. #169 W. Effmert 5. Januar 2019 11:37

    Der Erhaltungssatz der Energie gilt an jedem Ort zu jeder Zeit,

    Lesen Sie eigentlich aufmerksam? Ich habe nicht geschrieben, daß der Energierhaltungssatz nicht gilt, sondern das mit seiner Hilfe nicht die Oberflächentemperatur bestimmt werden kann. Die Oberflächentemperatur können Sie beispielsweise mit Stefan-Boltzmann bestimmen und da die Temperaturen lokal unterschiedlich sind, brauchen Sie noch für die Grenzen der Durchschnittstemperatur die Höldersche Ungleichung. Sie können ja mal versuchen aus dem Energieerhaltungssatz ohne Stefan-Boltzmann usw. die Oberflächentemperatur zu bestimmen.

    Ohne stetige Energiezufuhr von der Sonne wäre die so genannte „Gegenstrahlung“ fast null.

    Sie haben meine Postings nicht gelesen, maulen aber. Die Gegenstrahlung ist die Strahlung der warmen Atmosphäre. Die Atmosphäre würde abkühlen, wenn nicht der Energieverlust durch die Abstrahlung (u.a. die Gegenstrahlung) durch Absorption usw. ersetzt würde. Und der Ersatz wird durch die Solarstrahlung angetrieben -- siehe #106 Ebel 30. Dezember 2018 12:25 .

  174. @Michael Krüger #170

    Stimmt nicht ganz, dass mit der Gegenstrahlung. In der Polarnacht messen Sie am Südpol in etwa 100 Watt/m^2 Gegenstrahlung, ohne Sonne.

    Kennen Sie so etwas wie Energie-Transportprozesse (Potential-Ausgleichsvorgänge), und meinen Sie, das diese wegen der Polarnacht am Südpol einfach zum Stillstand kommen.

    Ich glaub‘, ich steh‘ im Wald.

  175. @Ebel #173

    Lesen Sie eigentlich aufmerksam? Ich habe nicht geschrieben, daß der Energierhaltungssatz nicht gilt, sondern das mit seiner Hilfe nicht die Oberflächentemperatur bestimmt werden kann.

    Aber natürlich kann man mit dem Erhaltungssatz der Energie die Oberflächentemperatur bestimmen, sonst wären alle Messungen mit den Satelliten, die den Erhaltungssatz der Energie benutzen, schlich und einfach falsch.

    Das Stefan-Boltzmann-Gesetz leitet sich aus dem Erhaltungssatz der Energie im Strahlunsgleichgewicht für Kontinuumstrahler ab, Energie-Absorption = Energie-Emission, denn das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschreibt nur die Strahlungs-Emission im isotropen Fall.

    Das Strahlungsgleichgewicht ist wie folgt definiert (laut Milne):
    Für die stationäre Situation, in der alle anderen Energieaustausch-Mechanismen im Vergleich zur Strahlung vernachlässigbar sind, muss die gesamte emittierte Energie von jedem Volumenelement der absorbierten Energie entsprechen. Diese Bedingung wird als Strahlungsgleichgewicht bezeichnet und ist einfach die Aussage über die Energieblianz im stationären Zustand in Abwesenheit andere Energie-Austauschmechanismen als Strahlung.

    Diese Definition gilt in erster Näherung für die äußere Grenze vom Erd-System zur Sonne. Alle Energiebilanzen zur Sonne, die das Strahlungsgleichgewicht postulieren, müssen sich auf die äußere Grenze vom Erd-System beziehen, sonst sind sie falsch.

    Ob man die vereinfachte Energiebilanz (erste Näherung) anwenden kann, hängt von dem Energieverhältnis der eingehenden Strahlung zur ausgehenden Strahlung vom Himmelskörper ab. Oder etwas anders formuliert, der Verhältniswert (relativer Wert größer/gleich 1) beschreibt das gewichtete Strahlungs-Emissionsverhältnis zwischen der stern-zugewandten (Tag) und der stern-abgewandten (Nacht) Hemisphäre für die Rotationsperiode in der relativen Umlaufzeit. Erst wenn dieser Verhältniswert größer 3/2 ist (Fehler > 5%), darf diese vereinfachte Energiebilanz (erste Näherung) nicht mehr verwendet werden.

    Bei den aktuellen energetischen Verhältnissen vom Erd-System ist diese vereinfachte Energiebilanz (erste Näherung) noch zulässig (Der Verhältniswert für das Erd-System liegt bei ca. 1,1.). Beim Mond oder einer Erde ohne Atmosphäre wäre diese vereinfachte Energiebilanz (erste Näherung) nicht mehr zulässig.

    Von Energiebilanzen und dem Erhaltungssatz der Energie scheinen Sie nicht viel zu verstehen.

  176. #175 W. Effmert 6. Januar 2019 17:03
    Wenn ich das lese, habe ich den Eindruck, daß Sie absichtlich fälschen.

    Es geht um die Oberflächentemperatur der Erde und Sie schreiben:

    Das Strahlungsgleichgewicht ist wie folgt definiert (laut Milne):
    Für die stationäre Situation, in der alle anderen Energieaustausch-Mechanismen im Vergleich zur Strahlung vernachlässigbar sind, muss die gesamte emittierte Energie von jedem Volumenelement der absorbierten Energie entsprechen. Diese Bedingung wird als Strahlungsgleichgewicht bezeichnet und ist einfach die Aussage über die Energieblianz im stationären Zustand in Abwesenheit andere Energie-Austauschmechanismen als Strahlung.

    Nun ist aber an der Oberfläche der „keine Abwesenheit anderer Energie-Austauschmechanismen“ , sondern starke nichtstrahlende Wärmeflüsse -- also ist die Oberflächentemperatur laut Ihrer Definition nicht zu bestimmen, Sie bestätigen also meine Aussage.

  177. #175 W. Effmert 6. Januar 2019 17:03

    Aber natürlich kann man mit dem Erhaltungssatz der Energie die Oberflächentemperatur bestimmen,

    Außerdem geht Ihr (sogar falscher) Ansatz an der Realität vorbei. Die gegenwärtige Temperatur braucht man nicht zu berechnen, sondern kann man messen und sie wird auch gemessen.

    Es geht um die Änderung der Oberflächentemperatur bei Änderung der CO2-Konzentration. Ohne weitere Zusammenhänge kennen Sie weder die Änderung der Gegenstrahlung noch die Änderung der nichtstrahlenden Wärmeflüsse. Also selbst wenn Sie „mit dem Erhaltungssatz der Energie die Oberflächentemperatur bestimmen“ könnten, fehlen Ihnen die Daten dafür.

  178. Herr Krueger,

    Frohes nicht mehr ganz so neues Jahr!

    Danke fuer die neuerliche Aufklaerungsarbeit.

    Eine Frage habe ich.

    Im Hauptartikel schreiben sie:

    Es gilt: Dort wo Treibhausgase gut absorbieren, dort emittieren/ strahlen sie auch gut ab. CO2 absorbiert bei 15 µm Wellenlänge (= Wellenzahl 670) besonders gut die von der Erde abgestrahlte Wärmestrahlung (Absorption = 1, Transmission = 0) und emittiert/ strahlt dort auch entsprechend gut wie ein Schwarzer Körper (Emission = 1).

    weiter fuehren sie aus:

    CO2 emittiert/ stahlt bei 15 Mikrometer Wellenlänge (entscheidend für den Treibhauseffekt durch CO2 in unserer Atmosphäre) mit einen Emissionsgrad von ~ 1 ab.

    In den Abbildungen ihrer Quellen
    Figure 8 and 10 bleibt die Emissivity fuer Wasser und auch fuer CO2 weit unter 1.

    in 19. sagen sie:

    Michael Krüger 27. Dezember 2018 17:24
    @Eugen

    Eckert hat das 1937 schon gemessen, dass CO2 unter Atmosphärenbedingungen Wärmestrahlung emittiert. Hier seine Messwerte zum Emissionsgrad.

    http://www.science-skeptical.de/wp-content/uploads/2018/12/Emissivity-CO2-H2O-30er-768x320.jpg

    Eckert kommt 1937 auf einen Emissionsgrad von 0,14, also 14% bei 300 K und 65 cm Atmosphäre bei CO2. Heute sind die Werte nur unwesentlich davon abweichend.

    Sie haben dann noch zwei weitere Kommentare, die sich dann wohl auf diese neue Einsicht beziehen?

    29.

    Michael Krüger 27. Dezember 2018 18:45

    Der Emissionsgrad von Luft (H2O, CO2 und O3) liegt bei 75 %. CO2 hat in etwa einen Emissionsgrad von 15%. Bekannt seit Eckert 1937.

    171.

    Michael Krüger 5. Januar 2019 14:11

    Bei -50°C (223 K) strahlt die Luft in etwa noch mit 100 W/m^2 zurück. Luft hat in etwa einen Emissiongrad von 0,75.

    E = 0,75 x 5,67E-8 x 223^4 = 105 W/m^2

    Bitte klaeren sie auf wie sie auf einen Emissionsgrad von ~ 1 kommen, wie im Haupttext ausgefuehrt.

  179. @Werner

    Abb. 4 zeigt den wellenlängenabhängigen Emissionsgrad. Der ist bei CO2 bei 15 Mikrometer Wellenlänge =1.

    Die anderen Abb. zeigen den Emissionsgrad bei unterschiedlicher Temperatur und Druck über das gesamte Infrarotspektrum.

    Also für 3-100 Mikrometer. Da haben Sie für die Luft mit H2O, CO2 und O3 0,75 Emissionsgrad, wobei CO2 in etwa 0,15 Emissionsgrad ausmacht.

  180. Herr Krueger,

    Danke fuer die Antwort. Das Farag Paper ist eine gute Quelle.

    Wenn ich das richtig verstehe ist die Band emission fuer CO2 bei 15 Mikrometer 1, aber in den anderen Baendern nicht, Abb.4.

    Das wuerde vielleicht die geringere Emissionszahl fuer die hoeheren Temperaturen erklaeren. Bei ungefaehr 580 K gibt es keine Strahlung mehr aus dem 15 Mikrometerband unter der Planck Kurve. Da kommt die Strahlung dann wohl nur noch unvollstaending aus den anderen Baendern.

    Was mich interessiert ist, wie sie die Fehlerbetrachtung interpretieren. Wie geht es das „Atmosphaerische Absoprtion“ ein Grund fuer niedrigere Messwerte sein kann? Was absorbiert denn da das nicht gleichzeitig strahlt, scheint immer noch die Frage zu sein, die sich auch nach einer Diskussion der Thermalisierung anhaengt!

    Beim Lesen zum CO2 Laser viel mir auch auf, dass bestimmte Gase gebraucht werden, um die CO2 Molekuele nach abstrahlen wieder zurueckzusetzen. Stickstoff mit dabei. Koennte also auch in der Atmosphaere erfolgen, aber tuts das auch? Helium scheint da etwas besser zu sein.

  181. #178 Werner S 13. Januar 2019 16:35

    Bitte klaeren sie auf wie sie auf einen Emissionsgrad von ~ 1 kommen, wie im Haupttext ausgefuehrt.

    Die eine Angabe bezieht auf schmalbandig, die andere auf breibandig.

    #180 Werner S 17. Januar 2019 10:46

    Koennte also auch in der Atmosphaere erfolgen, aber tuts das auch?

    Das Hilfsgas ist nur beim Laser erforderlich, im eine Besetzungsinversion beim CO2 erzeugen zu können. Für die normale Wärmeemission ist das nicht erforderlich.

  182. Beim CO2-Laser werden auch die Strahlungsbanden bei 9-10 Mikrometer durch stimulierte Emissionen angeregt.

  183. #182 Michael Krüger 17. Januar 2019 18:13

    durch stimulierte Emissionen angeregt

    Das die stimulierte Emission die Absorption überwiegt, ist nur bei der Besetzungsinversion möglich.

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