@H.Hoffmeister

Ihr Wissen innerhalb des folgenden zitierten Abschnitts, ist mit wenigen Präzisierungen korrekt, Zitat:

“Ich kenne folgendes – stark vereinfacht -: […] (nach einer Vielzahl von Wechselwirkungskaskaden) zusammen mit reflektierten IR-Quanten in Summe als die Strahlungstemperatur (Energieabfluss aus dem planetaren Gesamtsystem) messen.”

Eine Präzisierungen hier ist das Streichen des Wortes “reflektiert”. Was dem Wellenlängenshift unterliegt, wurde absorbiert und reemittiert. Der tatsächlich reflektierte Anteil (Albedo) erfährt hingegen keinerlei Verschiebung der Wellenlänge.

Eine weitere Präzisierung ist hier: “[…] führt dann zur Emission molekülspezifischer IR-Quanten […]”
Das ist richtig. Zum Verständnis ist aber unabdingbar zu erwähnen, dass die Emissions- und die Absorptionsfrequenzen der THG nicht nur molekülspezifisch, sondern einander identisch sind.

Diese Präzisierungen entwerten Ihre Aussage bis hierhin nicht, sondern ergänzen sie bloß. Sie sind nicht der Knackpunkt. Dieser kommt im Folgesatz an den zitierten Abschnitt, Zitat:

“Der aus den 120ppm CO2 stammende Betrag dieser IR-Abstrahlung ist sehr wohl durch die 100%ige-Sättigung des IR-abstrahlenden Übergangs limitiert.”

Frage: WARUM DENN?
Nichts, was sie im Abschnitt darüber korrekterweise ausführen, erzwingt dies oder legt es nahe. Auf einmal fällt nach einer Einleitung eine Behauptung vom Himmel, die mit dem Inhalt der Einleitung nicht zu erklären ist.

Ich versuche es nochmal.

Die Idee hinter der Sättigung von Absorptionsfähigkeit eines Gasgemischs stammt aus der IR-Absorptionsspektroskopie (übrigens mein Fachgebiet in der Physik). Man schaut bei einem Laser, wie viel von der Leistung, die in einen Probenraum eintritt, hinten wieder austritt. Die Differenz muss unterwegs “zerstreut” worden sein, bei fehlender Reflexion kann dies nur durch Absorption/Reemission geschehen. Kommt hinten nichts mehr raus, ist die Konzentration des Absorbers gesättigt. Seine Konzentration weiter zu erhöhen ändert nichts mehr am Faktum, dass beim Austritt keine Leistung mehr zu messen ist. Ist ein solcher Absorber CO2 kann man also sagen: Bei vorliegender Sättigung hat mehr CO2 keinerlei Effekt mehr.
In der Theorie berechnet man derlei mit dem Lambert-Beerschen Gesetz.

Nun könnte man sagen: Wenn die von der Erdoberfläche bei den Anregungsfrequenzen des CO2 abgestrahlte thermische Strahlung nicht mehr direkt den Weltraum erreicht, weil sie vollständig durch CO2 absorbiert/reemittiert wird, ändert mehr CO2 dieses Faktum nicht mehr.

STIMMT. Ist bloß irrelevant. Weil dieses Faktum nicht den Treibhauseffekt erklärt. Dieser funktioniert nämlich NICHT über die Lambert-Beersche Gleichung, sondern über eine andere Gleichung, nämlich die Strahlungstransfergleichung nach Schwartzschild. Und in der Physik weiß man das seit dem frühen 20. Jhdt., es ist keine neue Erkenntnis.

Was das bedeutet kann ich lang erklären, oder – in a nutshell – von einem Experten dafür, nämlich Ray Pierrehumbert erklären lassen, Zitat:

“For an optically thick atmosphere, it is the Top of the Atmosphere budget plus the lapse rate that dominantly control the surface temperature. The surface budget is relatively unimportant. Another way of looking at it is that the atmosphere is so opaque to IR that the radiation to space is determined by just the first one optical depth from the top, which, loosely speaking, reaches into the mid trop.”

Für eine optisch dichte Atmosphäre ist es die obere Atmosphäre plus den adiabatischen Temperaturkoffizienten, die vorrangig die Oberflächentemperatur kontrollieren. Das (Energie)budget der Oberfläche selbst ist vergleichsweise unwichtig.
Ein anderer Weg, sich das zu veranschaulichen, ist, dass bei einer für IR optisch undurchdringlichen Atmosphäre die Abstrahlung in den Weltraum [bei genau diesen Frequenzen, CA] nur von der ersten optischen Tiefe abhängt, betrachtet vom OBEREN RAND der Atmosphäre aus. Diese reicht, pi mal Auge, in die mittlere Troposphäre.
(freie Übersetzung von mir)

DAS ist der Stand der Physik zum Treibhauseffekt und nur dieser Stand ist im Einklang mit den bekannten physikalischen Gesetzen.

Eine Erklärung als Video hierzu bietet https://www.youtube.com/watch?v=4PAbm1u1IVg&t

Der Hintergrund ist einfach: Nur, weil eine Sättigung vorliegt, ist die Energie ja nicht weg. Sie ist so lange im System und erhöht dort die innere Energie (und somit die Temperatur) von Materie im System Erde, bis sie in den Weltraum abgestrahlt wird. Und das passiert aus höheren Höhen, je mehr THG da sind. Dies führt bei mehr THG ZWANGSLÄUFIG zu einer wärmeren Luftschicht am Erdboden, eben über jene “lapse rate”, die R. Pierrehumbert erwähnt.

Und genau über diesen Zusammenhang und die Strahlungstransfergleichungen lässt sich der “reine”, also rückkopplungsfreie CO2-Effekt berechnen: 1,2K je Konzentrationsverdopplung CO2.
In der Realität gibt es “rückkopplungsfrei” nicht.

Das mit dem Wasserdampf mag Ihnen unplausibel sein. Ich kann es Ihnen nicht besser erklären. Es ist UNMÖGLICH auf der Erde, bei einer bestimmten global gemittelten Temperatur eine ebenfalls global gemittelte Menge an gasförmigem Wasser in der Luft längerfristig zu überschreiten. Einfach weil die Menge an in Luft gelöstem Wasser temperaturabhängig ist. Bei bestimmter Temperatur ist eine bestimmte Menge begrenzt. Da können Sie zusätzlich verdampfen bis der Arzt kommt…

DESHALB gibt es Wasserrückkopplungen. Man kann sie nicht ignorieren, denn sie sind nun mal da.

@H. Hoffmeister

“Initial” können nur solche Treibhausgase die Temperatur erhöhen, deren Konzentrationsänderung in der Atmosphäre lange genug Bestand hat, um auch wirklich die Temperatur zu ändern.
Gasförmiges Wasser kann man aber nicht “einfach so” in die Atmosphäre einbringen und dann so lange dort halten, bis es eine signifikante Treibhauswirkung entfaltet. Es regnet lange vorher ab.
Erst, wenn die Temperaturen initial bereits gestiegen sind (wodurch auch immer), verbleibt mehr gasförmiges Wasser als zuvor dauerhaft in der Atmosphäre. Weil die in Luft gelöste Masse an Wasser temperaturabhängig ist. Dieses zusätzliche Wasser hat dann einen zusätzlichen Treibhauseffekt, denn es ist langfristig als Gas vorhanden und regnet nicht mehr ab.

Die Reihenfolge ist also: Initiierung einer Erwärmung -> mehr gasförmiges Wasser in der wärmeren Luft -> zusätzliche Erwärmung durch das Mehr an gasförmigem Wasser.

“D. h. jedwedes IR-aktive Gas sollte so wirken […]”

Nein. Dem liegt der Denkfehler zugrunde, die Verweildauer eines Gases in der Atmosphäre wäre irrelevant. Sie ist aber relevant und für verschiedene Gase unterschiedlich. Die verschiedenen Gase wirken dementsprechend auch unterschiedlich bei der Stauung einer Energiemenge. Einfach, weil der Input durch die Sonne Energie PRO ZEIT ist, ebenso wie der Output der Erde an den Weltraum.

“die Gesamtbetrachtung gibt aber nicht vor in welcher Verteilung sich welche Energiemenge in welchem Zustand an welcher Stelle des Planeten befindet.”

Das ist zu zwei drittel richtig. Der 2. Hauptsatz verlangt zwingend eine immer gleichmäßiger werdende Energieverteilung im Zeitverlauf. Aber natürlich stimmt: Zum Zeitpunkt X kann man anhand der Hauptsätze nicht die genaue Energieverteilung feststellen.

“die Sättigung der erlaubten Übergange im CO2-Molekül reicht einfach nicht aus […]”

Die Sättigung von Absorptionsbanden im CO2-Molekül vom Boden aus gesehen hat mit dem Treibhauseffekt nur sehr wenig zu tun. Ob vom Boden aus gemessen halb gesättigt, voll gesättigt oder 10fach gesättigt ist, ist für die Erwärmungswirkung von zusätzlichem CO2 von völlig untergeordneter Bedeutung.
Hier – ich unterstelle das – ist überhaupt nicht bekannt, wie der Treibhauseffekt funktioniert.

Superkurz: Entscheidend ist, ab welcher Höhe über der Oberfläche die Sättigung noch höher liegender THG nicht mehr ausreicht, um Strahlung in den Weltraum DER DARUNTER LIEGENDEN THG (und eben NICHT der Erdoberfläche!!!) signifikant aufzuhalten. Dort bildet sich die Tropopause, also vertikale Umwälzung hört auf. Zwischen Tropopause und Erdboden besteht ein Temperaturgradient, der recht fix ist, grob 6K/km.
Schiebt sich die Tropopause nach oben (wegen mehr THG dort oben), werden es mehr Meter nach unten bis zum Boden, während die 6K/km fix bleiben. So ist es dann unten wärmer als vorher.

CAnders:
zu 1: verstehe ich nicht, denn CO2 (SF6, Methan, H2O dampf etc) wirkt doch genauso: 120ppm zusätzlich erhöht initial die Temperatur ein wenig, dann stellt sich die neue Wasserdampfkonzentration ein und erhöht die T weiter (ohne die H2O-Rückkoplung wäre die Klimakatastrophe viel zu mickrig, um diese Hysterie zu befeuern). D. h. jedwedes IR-aktive Gas sollte so wirken, wenn es zusätzlich zur GG-Konzentration in die Atmosphäre eingetragen wird, eben auch zusätzlich aus Erdgas stammendes Wasser. Die Akkumulationshypothese und der Zeitfaktor trägt nicht, da in diesem heute postulierten H2O-Rückkopplungsanteil (keiner von den Klimawissenschaftlern kennt ihn genau, aber weiss, dass er in etwa das doppelte des alleinigen CO2-Einflusses sein muss, die Sättigung der erlaubten Übergange im CO2-Molekül reicht einfach nicht aus, um “der Planet verbrennt” rufen zu können) ja bereits ein Eigenrückkopplungsanteil des Wasserdampfes postuliert wird. Und der aus der Erdgasverbrennung stammende H2O-Dampf ist da wohl ebenbürtig.

zu 2: Hauptsätze der Thermodynamik durchaus geläufig, die Gesamtbetrachtung gibt aber nicht vor in welcher Verteilung sich welche Energiemenge in welchem Zustand an welcher Stelle des Planeten befindet. Bei den in Frage stehenden Energiemengen, die den 1 K T-Anstieg der Atmosphäre repräsentieren sind viele Quellen denkbar. Das Dryasereignis hat ganz offensichtlich ohne jedwede CO2-Erhöhung stattgefunden, naturgemäß kennen wir die von Satelliten aus dem All vermessenen IR-Spektren nicht.

Hallo Herr Anders,

was halten Sie davon, kuenstlich eine Sonnen-Jalousie einzuziehen?

https://en.wikipedia.org/wiki/Stratospheric_Particle_Injection_for_Climate_Engineering
Projekte mit direkter Ausbringung von Stoffen in der Stratosphaere, die den solaren Strahlungseintrag vermindern.

Oder halt Elon Musk (SpaceX) “rettet” mit seinen Weltraumfluegen das Klima indirekt als Kollateralschaden?
https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/russ-in-der-stratosphaere-weltraumtourismus-wird-klima-veraendern-a-725111.html
Russpartikel aus Raktent-Antrieben (Weltraumtourismus) absorbieren Sonnenstrahlen -> es wird wieder kaelter werden

“Fliegen fuer das Klima”, einfach mal kreativ werden und einen Ausflug mit der Familie zum Mond planen ;-)

LG Joerg

@H. Hoffmeister

“Welchen Denkfehler mache ich ?”

Der Denkfehler ist, dass Sie die Konzentration gasförmigen Wassers in der Atmosphäre durch Erzeugen von Wasserdampf nicht LANGE GENUG erhöhen können, um eine signifikante Energiemenge durch dessen IR-Aktivität zu akkumulieren.
Eine solche Akkumulationswirkung ist nämlich zeitabhängig.
Die relative Feuchte der Atmosphäre über einen längeren Zeitraum ist im globalen Mittel abhängig von der globalen Mitteltemperatur. Was das so gegebene Maß übersteigt (z. B. durch zusätzliches Erzeugen von Wasserdampf) regnet innerhalb kurzer Zeit wieder ab. Dabei gilt, dass GLEICHE relative Luftfeuchte bei höheren Temperaturen HÖHEREN absoluten Mengen an Wasser entspricht. Diese absoluten Mengen sind für den von gasförmigem Wasser geleisteten Wärmerückhalt verantwortlich.

Aus diesem Grund kann eine Änderung der langfristigen Luftfeuchte immer nur Folge einer vorhergegangenen Temperaturänderung sein und diese nie verursachen.

“Für die Einordnung des Temperaturganges der Atmosphäre müssen meines Erachtens neben der Strahlungsphysik vielfältige Energie- und Stoffaustauschvorgänge mit Hydrosphäre, Biosphäre und Lithosphäre berücksichtigt werden.”

Hier greifen die makroskopischen Hauptsätze der Thermodynamik: Egal, wie komplex die Wechselwirkungen INNERHALB des Systems sind, ist die Temperatur des Systems abhängig von der inneren Energie des Systems.
Diese innere Energie ist bei der Erde abhängig von Import (Sonnenstrahlung) minus Abstrahlung (thermische Abstrahlung). Verringere ich den Export, MUSS die Temperatur steigen. Egal, wie komplex und unverstanden die Verteilung der Energie INNERHALB des Systems ist.

Wer das verneint, muss eine Alternative anbieten, die z. B. die Hauptsätze der Thermodynamik vollwertig ersetzt.

@H. Hoffmeister

Verstehe. Sie starten mit einer falschen Prämisse und kommen deshalb mit fehlerfreier Logik zu einem falschen Schluss.

Ihr Schluss ist, Zitat. “vor etwas mehr als 10.000 Jahren noch deutlich schnellere Anstiege und Abfälle von Meeresspiegel und Temperatur ohne jegliche Veränderung der atmosphärischen CO2-Konzentration gegeben hat, ist die Hypothese, dass die zusätzlichen 120 ppm CO2 der wesentliche Treiber des Klimageschehens ist, fragwürdig bis unwahrscheinlich.”

Ihre Prämisse, die zu dieser Schlussfolgerung führt, Zitat: “Wenn ich rezente Temperatur- und Meeresspiegelanstiege den anthropogenen CO2-Emissionen zuschreibe ohne es beweisen zu können […]”

Wäre Ihre Prämisse richtig, wäre auch Ihre Schlussfolgerung haltbar, denn Ihre Logik ist konsistent.

Die Prämisse ist aber FALSCH. Ich habe hier im Blog dutzendfach betont, dass eine Nichtwirkung/andersartige Wirkung des zusätzlichen CO2 eine andere Physik erfordern würde als die bisher etablierte. Eine solche wird von Ihnen (und allen anderen, die Ihre Argumentation verfolgen, Sie sind ja nicht allein) aber NICHT mitgeliefert.
Das Problem ist, dass die Wirkung von Treibhausgasen generell, nämlich den Energieexport der Erdoberfläche in den Weltraum zu verlangsamen, nicht nur messbar ist, sondern aus den Gesetzen der Quantenmechanik (Mikro, erklären frequenzabhängig Absorption und Emission von Molekülen) ZWANGSLÄUFIG folgt.
Die Gesetze der Thermodynamik (Makro, erklären, wozu Energiemengen in Systemen führen können/müssen und wozu nicht) fordern ebenfalls ZWANGSLÄUFIG, dass diese Energie”stauung” sich als Temperaturzunahme niederschlägt.

Dies führt dazu, dass, sofern diese Gesetze als gültig angesehen werden, die Nichterwärmung durch zusätzliches CO2 UNMÖGLICH ist.

Der Umkehrschluss, dass es keine Erwärmung geben könne, die nicht durch zusätzliches CO2 induziert wird, ist hingegen logisch UNZULÄSSIG.

Aus diesen beiden Zusammenhängen leite ich (naja, eigentlich die bekannte Physik als solche) die Falsifizierung Ihrer Schlussfolgerung her.

Herr Anders,
eigentlich recht einfach: Wenn ich rezente Temperatur- und Meeresspiegelanstiege den anthropogenen CO2-Emissionen zuschreibe ohne es beweisen zu können (das globale “Experiment” des zusätzlichen Eintrages von CO2 wird noch einige Jahrhunderte benötigen, bevor belastbare Schlüsse zulässig sind, es sei denn, dass Schellnhuber Recht behält und der Globus bald verbrennt bzw. der Himalaya bis 2030 eisfrei ist oder Brandenburg bis 2015 zur Steppe verdorrt ist, upps, schon vorbei, keine Steppe weit und breit) und es vor etwas mehr als 10.000 Jahren noch deutlich schnellere Anstiege und Abfälle von Meeresspiegel und Temperatur ohne jegliche Veränderung der atmosphärischen CO2-Konzentration gegeben hat, ist die Hypothese, dass die zusätzlichen 120 ppm CO2 der wesentliche Treiber des Klimageschehens ist, fragwürdig bis unwahrscheinlich. Natürliche Klimaschwankungen mit wesentlich größerer Amplitude als unser heutiges Geschehen auch in sehr kurzen Zeiträumen sind insbesondere in Tertiär und Quartär häufig und gut belegt. Das Dryas-Ereignis ist da nur ein Beispiel.

@ tischer 14:49
die einhaltung der co2 – null-grenze ist leider etwas für idealisten, wie für leichtgläubige deutsche.
die welt ist so verschieden und komplex, dass so gut wie keine einigkeit erzielt werden kann. d.h.:
es wird staaten geben, welche vielleicht proforma “mitmachen”, aber in wirklichkeit sich dabei einen wettbewerbsvorteil durch herkömmliches wirtschaften erreichen. dies könnte andere staaten verleiten, bald auf die co2- reduzierungen zu verzichten.
die a-karte zieht derjenige, der diese vorgaben einhält. oder vielleicht deutschland, welches (zumindest einige polit-sprecher) glauben den stein des weisen zu finden, um dieses dann in die ganze welt zu transportieren, wie überheblich und arrogannt !!!!!
eine weitere möglichkeit:
unser fragiles finanzsystem kracht innerhalb den kommenden 10 jahre zusammen (oder man zettelt entsprechend einen krieg oder andere katstrophen an), dann kann die wirtschaft und die gesellschaft soweit am boden liegen, dass die co2-vorgaben locker eingehalten werden können.
dieses szenario würde ich sogar eine höhere wahrscheinlichkeit geben.

@R. Ott,
Interessant, dass Ihre spielerische Idee, nutzlose Köter & Maunzer abzuschaffen, überhaupt diskutiert wird.
Da frage ich doch weiter: bei der Vermehrungsrate des grössten Predators Mensch ( der täglich x-Tier-und Pflanzenarten ausrottet) könnte doch auch jemand GUTES auf die Idee kommen, genau diese Spezies zu dezimieren: natürlich bio & leise, blutige, rohe Gewalt wie herkömmliche Kriege scheiden wegen bekannter Klimabelastung aus. ” green-war”, so könnte man das gender-sanft bezeichnen, und dummerweise ist die Technik dazu seit dem human-genom-projekt ausgefeilt vorhanden. Dass darüber NICHT in den Medien diskutiert wird, bedeutet nicht, dass an Bio-Waffen& deren Einsatz nicht geforscht wird.
” Nur der Fragilist verwechselt das Unbekannte mit dem Nicht-Existierenden”, NN.Taleb, Antifragilität S.30 ff.
Chemie & Atom war vorgestern, bio ist eleganter , nicht nachweisbar, ” natur-gegeben” und kann ( wenn genug Genotypen getestet ( ! ) werden, sehr spezifisch eingesetzt werden.
Hotel California & peace & es gibt keine Gewalt mehr.

@ Dr. Hermann Brüggemann

Ihre Hinweise auf die Folgen des Klimawandels und auf das, was bezüglich der Maßnahmen der anderen zu erwarten ist, sind berechtigt.

Darüber, was sinnvolle Optionen für uns sind, wird leider nicht in der Öffentlichkeit diskutiert.

Aber Vorsicht, keine NICHT realisierbaren Auswege anbieten.

Sie sagen:

>Es wird nur dann gelingen, den Ausstoß von CO2 fast auf null zu bringen, gleichzeitig den Flächenfraß der Windenergie zu vermeiden und dabei den Wohlstand zu erhalten, wenn wir den neuen, sauberen Dual Fluid Reaktor (//dual.fluid.com) zur Industriereife entwicklen.>

Selbst wenn es gelänge, den Ausstoß von CO2 fast auf null zu bringen, ist es NICHT möglich, den Wohlstand zu ERHALTEN, genauer: das zu erhalten, was für uns als Wohlstand gilt.

Das Umsteuern generiert so viele wirtschaftliche und soziale Friktionen, dass die Verweigerung dieser Einsicht unredlich ist.

Wie die Welt irgendwann einmal aussehen und gelebt werden kann, wenn der CO2-Ausstoß auf nahezu null gebracht worden ist, mag ja sehr positiv einzuschätzen sein.

Der Weg dahin ist es aber nicht, gemessen an unserem Werte- und Wohlstandsverständnis.