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Physik » Thermodynamik & Statistische Physik » Selbstbegrenzung der Erderwärmung
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Kein bestimmter Bereich Selbstbegrenzung der Erderwärmung
Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2019-09-07


Das Stefan-Boltzmann-Gesetz besagt, dass die Strahlungsleistung eines Körpers zur vierten Potenz seiner absoluten Temperatur proportional ist (s. Abb. 2). Das bedeutet einen sehr starken Anstieg der Strahlungsleistung schon bei einer kleinen Temperaturerhöhung. Die Rechnung (s. unten) zeigt, dass bei einem Anstieg der Temperatur um 2°C, also dem Begrenzungsziel, die von der Erde abgestrahlte Leistung um fast 3 %, zunehmen würde. Das würde aber wiederum zum Absinken der Temperatur führen, so dass im Endeffekt ein Temperaturanstieg gar nicht eintreten könnte (wie bei anderen Selbstregulierungen durch Gegenkopplung, z.B. in der Verstärkertechnik). Temperaturänderungen sowohl nach oben als nach unten begrenzen sich dadurch also selbst. Die Erde befindet sich in einem stabilen Strahlungsgleichgewicht, welches sich nur langsam und geringfügig ändern kann, wenn ein Puffer oder Speicher – die Atmosphäre, die Meere und die oberste Bodenschicht – die durch eine veränderte Konzentration von Klimagasen in Wärme verwandelte Strahlung aufnimmt bzw. abgibt.

Die Wärme staut sich in der Troposphäre und wird zeitverzögert wieder abgestrahlt, weil die Moleküle Wärmestrahlung absorbieren und erst später spontan wieder emittieren. Bei einer Änderung der Konzentration der Klimagase ändert sich die Temperatur zwar, sie pegelt sich aber nur auf einen neuen Grenzwert ein. Das ist meine Erklärung für die "Pause" der Erderwärmung von 1998 bis 2014 (s. Abb. 1).

Abb. 1: Pause der Erderwärmung von 1998 bis 2014; Quelle: Umweltbundesamt
Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz:
fed-Code einblenden
Mit fed-Code einblenden
und der Erdoberfläche fed-Code einblenden

ergibt sich:
fed-Code einblenden

und mit der mittleren Temperatur der Erde 2017 an der Oberfläche in bodennahen Luftschichten 14,8°C = 288 K ergibt sich die Strahlungsleistung der Erde 2017 zu fed-Code einblenden
Bei 2 Grad Temperaturerhöhung betrüge sie 1,845*10^17 W .

Die Zunahme betrüge 0,05*10^17 W. Das wären 2,8 %. Die Temperaturänderung betrüge 2K / 288K = 0,00694 = 0,694 % ungefähr gleich 0,7 % oder 7 Promille. Die Strahlungsleistung müsste also relativ um das Vierfache der Temperaturänderung zunehmen, was den Temperaturanstieg verhindern oder zumindest stark begrenzen würde.

Aus der Solarkonstanten außerhalb der Erdatmosphäre von 1367 W/m² und der Querschnittsfläche des Erdellipsoids von 1,2737*10^4 m² ergibt sich die auf die Erde eingestrahlte Leistung zu 1,741*10^17 W.
Das ist weniger als die abgestrahlte Leistung, was an dem Schätzwert für fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
so erhält man fed-Code einblenden
Damit lautet dann das Stefan-Boltzmann-Gesetz für die Erde:
fed-Code einblenden


Abb. 2: Die Selbstregelung der globalen Durchschnittstemperatur




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Vercassivelaunos
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2019-09-07

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Hallo Roland17,

ich möchte, ohne deine Rechnungen groß nachvollzogen zu haben, anmerken, dass das Stefan-Boltzmann-Gesetz nur für ideale schwarze Strahler gilt. Die Erde ist kein idealer schwarzer Strahler, denn sie hat eine Albedo (Anteil diffus reflektierter zu einfallender Strahlung) von $\approx0.3$, während ein schwarzer Strahler eine Albedo von $0.0$ hat. Um das Strahlungsgleichgewicht der Erde aufzustellen, muss auch reflektiertes Licht berücksichtigt werden. Tut man dies, so wird man feststellen, dass die Klimaerwärmung zunächst einen selbstverstärkenden Effekt hat: Durch die erste Erwärmung schmelzen Eisflächen (Albedo bis zu $0.9$) und werden zu Wasser (Albedo kleiner als $0.2$). Durch eine erste Erwärmung wird also die Albedo der Erde gesenkt, wodurch mehr Strahlung absorbiert wird, was das Strahlungsgleichgewicht zu höheren Temperaturen verschiebt. Wenn kaum noch Eis zum Schmelzen da ist, wird sich dieser selbstverstärkende Effekt verlangsamen, und die Temperatur wird sich wieder einpendeln. Zu dem Zeitpunkt wird es aber deutlich wärmer sein.

Viele Grüße,
Vercassivelaunos
\(\endgroup\)


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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


Hallo Vercassivelaunos,
danke für die prompte Reaktion. Aber meiner Meinung nach erhöht sich dort, wo der Schnee geschmolzen ist, der Emissionsgrad um den selben Betrag, um den der Reflexionsgrad sinkt (wegen der Energieerhaltung). Die abgestrahlte Leistung bleibt gleich. Die Änderung der Albedo dürfte keinen Einfluss haben, oder ist das auch falsch?



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


P.S.: Auch wenn die Erde natürlich kein schwarzer Körper ist, für den das Stefan-Boltzmann-Gesetz exakt gilt, so liegt sie doch mit dem von mir abgeschätzten Emissionsgrad (= Absorptionsgrad) von knapp 0,9 in der Nähe eines solchen (Absorptionsgrad = 1). Deshalb dürfte ihr Strahlungsverhalten dem eines schwarzen Körpers recht ähnlich sein.



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2019-09-07


2019-09-07 12:53 - Roland17 im Themenstart schreibt:
[...] und mit der mittleren Temperatur der Erde 2017 an der Oberfläche in bodennahen Luftschichten 14,8°C = 288 K ergibt sich die Strahlungsleistung der Erde 2017 zu       fed-Code einblenden

Nein, nicht der Erde, sondern der Erdoberfläche. Das ist ein großer Unterschied. Nur rund die Hälfte dieser Energie kommt im Weltall an. Die andere Hälfte strahlen die Treibhausgase wieder zur Erde zurück. Je mehr Treibhausgase die Atmosphäre enthält, umso stärker wird diese Rückstrahlung und umso heißer muss die Oberfläche werden um die Energie wieder loszuwerden. Da begrenzt sich gar nichts selbst. Der Effekt lässt sich mit zusätzlichen Treibhausgasen beliebig steigern.

Wenn Du die Strahlungsbilanz der Erde korrekt beschreiben willst, dann musst Du die Atmosphäre mit berücksichtigen. Leider ist das nicht annähernd so simpel wie Deine Rechnung. Ohne Klimamodell kommt man da nicht weit.



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Vercassivelaunos
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2019-09-07


Der Emissionsgrad von 0,9 ist der von Wasser. Die Erdoberfläche besteht aber nicht nur aus Wasser. Bezieht man Eis- und Lanfmassen mit ein, dann ist der Emissionsgrad nur noch ~0,7 (eben mit der Albedo von 0,3).

Und das Straglungsgleichgewicht stellst du ja auf, um eine Gleichgewichtstemperatur zu finden. Reflektierte Strahlung hat aber keinen Einfluss auf die Temperatur. Ein perfekter weißer Körper wird zum Beispiel von Strahlung überhaupt nicht aufgewärmt, seine Gleichgewichtstemperatur wäre also 0K. Die Albedo beeinflusst also die Gleichgewichtstemperatur maßgeblich.

Davon abgesehen gilt natürlich auch noch, was DrStupid sagt: deine Rechnung geht davon aus, dass die Erde keinerlei Atmosphäre hat. Was natürlich nicht stimmt.



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


An Vercassivelaunos:Die von mir verwendete Form des Stefan-Boltzmann-Gesetzes enthält den Emissionsgrad. Es gilt also in dieser Form für alle Körper, nicht nur für schwarze.



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


An DrStupid: Auch die Atmosphäre strahlt in den Weltraum ab, nicht nur zurück zur Erde. Die Summe der Strahlungsleistungen der Atmosphäre und der Erdoberfläche genügt dem Stefan-Boltzmann-Gesetz. Würde die Atmosphäre die Hälfte der eingestrahlten Energie speichern, wären wir schon verglüht.



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.8, eingetragen 2019-09-07


Ich möchte an dieser Stelle noch einen Vortrag des Oeschger-Zentrum für Klimaforschung, Universität Bern anfügen:
hier
Man sieht darin die Korrelation der Treibhausgas-Konzentrationen und der Temperaturen der letzten 800'000 Jahre. Daraus kann man erkennen, dass es sich zunächst um positive Rückkopplungen handelt (mehr Treibhausgase->höhere Temperaturen->mehr Treibhausgase werden freigesetzt). Dies wird fortgesetzt, bis gewisse Kipppunkte erreicht werden und die Temperatur wieder stark fällt. Wir befinden uns aber momentan in einer positiven Rückkopplung und für einen Kipppunkt gibt es in naher Zukunft keine Anzeichen (z.B. Verminderung der Sonneneinstrahlung, versiegen des Nordatlantikstroms). Die Selbstregulierung des CO2 Gehaltes und der Temperatur geschah während Jahrmillionen durch Verwitterung und Entfernung des Gesteins mittels Plattentektonik.
Im Eiszeitalter, das wir durch die Eiskernbohrungen rekonstruieren können, lag die CO2 Konzentration in der Atmosphäre zwischen 180ppm und 300ppm (siehe link). Nun liegt sie durch Verbrennung fossiler Brennstoffe bei 405ppm. Wenn auch alle anderen Faktoren schwanken können, so bleibt dieses Problem für lange Zeit bestehen.

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.4 begonnen.]



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


An Vercassivelaunos: Natürlich beeinflusst die Albedo die Temperatur, gleichzeitig aber auch der gestiegene Emissionsgrad der abgetauten Flächen, was sich gegenseitig kompensiert. Beweise das Gegenteil.



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.10, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07


An Ueli: Andere bestreiten die Korrelation zwischen der Temperatur und der Treibhausgas-Konzentration. Und jetzt gibt es nicht nur positive Rückkopplungen (Mitkopplungen) sondern auch negative (Gegenkopplungen), z.B. auch diejenige, dass mehr CO2 mehr Pflanzenmasse erzeugt bzw. ermöglicht, weil das Nahrung für die Pflanzen ist. Dadurch sinkt der CO2-Anteil bzw. steigt weniger als ohne diesen Effekt.



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.11, eingetragen 2019-09-07


2019-09-07 19:56 - Roland17 in Beitrag No. 10 schreibt:
An Ueli: Andere bestreiten die Korrelation zwischen der Temperatur und der Treibhausgas-Konzentration. Und jetzt gibt es nicht nur positive Rückkopplungen (Mitkopplungen) sondern auch negative (Gegenkopplungen), z.B. auch diejenige, dass mehr CO2 mehr Pflanzenmasse erzeugt bzw. ermöglicht, weil das Nahrung für die Pflanzen ist. Dadurch sinkt der CO2-Anteil bzw. steigt weniger als ohne diesen Effekt.
...Andere bestreiten auch, dass die Erde eine Kugel ist.
Aber das mit dem Pflanzenwuchs ist immerhin ein Argument, das man diskutieren kann. Nur: bis jetzt ist das sicher nicht der Fall, denn man weiss, wieviel CO2, dass wir in die Atmosphäre blasen und man kann messen, wie die Konzentration steigt (die Hälfte wird im Wasser gelöst, auch messbar). Das Pflanzenwachstum kann zum Teil steigen. Dies ist aber vielfach gar nicht und oft nicht nur vom CO2 abhängig. Wichtiger ist die Temperatur und das vorhanden sein von Wasser und die Bodenbeschaffenheit. Zudem verbrennt auch sehr viel Wald und das nicht nur im Amazonas, sondern bis an den Polarkreis. Also bestenfalls ein Nullsummenspiel.



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.12, eingetragen 2019-09-07


2019-09-07 19:30 - Roland17 in Beitrag No. 7 schreibt:
An DrStupid: Auch die Atmosphäre strahlt in den Weltraum ab, nicht nur zurück zur Erde.

Natürlich tut sie das. Aber dort, wo die Strahlung von der Atmosphäre in den Weltraum emittiert wird, ist es kälter als auf der Erdoberfläche. Was das für die Strahlungsleistung bedeutet, kannst Du Dir selbst ausrechnen.

2019-09-07 19:30 - Roland17 in Beitrag No. 7 schreibt:
Die Summe der Strahlungsleistungen der Atmosphäre und der Erdoberfläche genügt dem Stefan-Boltzmann-Gesetz.

Nein, das tut sie nicht. Die Erde ist kein Schwarzer Strahler. Sieh' Dir mal ein aus dem Weltall gemessenes Emissionsspektrum der Erde an.

2019-09-07 19:30 - Roland17 in Beitrag No. 7 schreibt:
Würde die Atmosphäre die Hälfte der eingestrahlten Energie speichern, wären wir schon verglüht.

Niemand hat hier behauptet, dass die Atmosphäre die Hälfte der eingestrahlten Energie speichert. Woher hast Du das? Man kann in guter Näherung davon ausgehen, dass sie im zeitlichen Mittel genauso viel Energie abstrahlt wie sie absorbiert. Für die Temperatur am Boden ist entscheidend, wie viel Energie sie absorbiert und wohin sie sie wieder abgestrahlt. Wenn Du das ignorierst, kannst Du zu keinem sinnvollen Ergebnis kommen.



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.13, eingetragen 2019-09-08


Eine Ergänzunzung zum Eingangspost:
Die Erde hätte eine Oberflächentemperatur ohne Atmosphäre von durchschnittlich
fed-Code einblenden
Dieser Anteil wäre im Gleichgewicht (bis auf die schwankende Albedo), doch alles darüber hinaus eben nicht.
Ich finde solche Berechnungen, wie im Eingangspost durchaus gerechtfertigt. Dass man damit allerdings 200 Jahre Klimawissenschaft widerlegen würde (Fourier bemerkte den Treibhauseffekt bereits in den 1820er Jahren) ist doch ein kleines bisschen unwahrscheinlich.



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Kitaktus
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.14, eingetragen 2019-09-08


Da ich davon ausgehe, dass es noch ein paar andere Leute gibt, die schlau sind, würde ich behaupten, dass die erhöhte Wärmeausstrahlung in den Klimamodellen durchaus berücksichtigt wird.
Nur weil es einen Effekt gibt, der zur Erderwärmung gegengekoppelt ist, heißt das ja nicht, dass die Mitkopplung nicht erstmal überwiegt.

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.11 begonnen.]



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haribo
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.15, eingetragen 2019-09-08


würde roland17s rechenansatz für die mittlere oberflächentemperatur des mondes einen sinnigen wert errechnen?
wie sind die mittleren mondwerte? absorbtionsgrad?, temperatur?
schwanken die über die jahre?

@uli, wäre die mittlere mondtemperatur dann entsprechend deines beitrages auch im bereich -18°C (fals albedo auch nahe 0.3  ...)
haribo




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Vercassivelaunos
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.16, eingetragen 2019-09-08


Beweise das Gegenteil.

Das haben bereits eine Vielzahl von Physikern getan, deren Fachgebiet das ist. Wenn etwas wissenschaftlicher Konsens ist, dann reicht es für gewöhnlich aus, Fehler in gegenteiliger Argumentation zu finden. Darüber hinaus kann auf bestehende Klimamodelle verwiesen werden. Es ist jetzt deine Aufgabe zu zeigen, warum diese Modelle falsch sind. Wir zeigen hier lediglich auf, warum deine Versuche nicht zielführend sind.



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.17, eingetragen 2019-09-08


2019-09-08 10:33 - haribo in Beitrag No. 15 schreibt:
würde roland17s rechenansatz für die mittlere oberflächentemperatur des mondes einen sinnigen wert errechnen?

Das ist zu bezweifeln. Vorraussetzung für seine Rechnung ist eine räumlich und zeitlich hinreichend gleiche Temperatur. Bei der Erde darf man das mit viel gutem Willen gerade noch so annehmen. Hier liegen die Bodentemperaturen je nach Ort und Zeit selbst im Extremfall "nur" zwischen rund -90°C bis +90°C. Auf dem Mond sind die Temperaturunterschiede noch wesentlich größer, weil er viel langsamer rotiert und weil es dort nichts gibt was große Energiemengen speichern und transportieren kann. Hier schwanken die Temperaturen regelmäßig zwischen -160°C und +130°C.



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.18, eingetragen 2019-09-08


Der Mond hat eine sphärische Albedo von 0.11 laut wikipedia, also ist er viel "dunkler" als die Erdoberfläche, was mir auf den ersten Blick gewöhnungsbedürftig erscheint. Wie DrStupid bereits sagte sind die Schwankungen jedoch sehr gross und eine Durchschnittsrechnung nicht möglich. (Bei der Erde könnte man annehmen, dass eine reine Stickstoffatmosphäre und die schnelle Erdrotation die Temperatur einigermassen ausgleichen würde). Rechne ich das Gleiche für den Mond, so komme ich auf -3°C. Interessant wäre auch noch die Venus. Dort könnten vor der Klimakatastrophe durchaus mal gute Bedingungen geherrscht haben. (mit heutiger Solarkonstante komme ich auf 38°C, ohne Gewähr)



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.19, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-08


An Ueli: In Deiner Formel für die Gleichgewichtstemperatur muss der Faktor
fed-Code einblenden



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Roland17
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An Kitaktus: Einverstanden, die Mitkopplungen könnten überwiegen. Aber einfach davon auszugehen, dass die Stefan-Boltzmann-Gegenkopplung berücksichtigt wird, ist zu gutgläubig. Warum werden nirgends Gegenkopplungen (wie auch die durch das Pflanzenwachstum) erwähnt? Es wird immer nur Panik gemacht. Bei den Medien ist das verständlich, denn davon leben die. Aber auch in wissenschaftlichen Berichten steht nichts von Gegenkopplungen.



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lula
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.21, eingetragen 2019-09-08


Hallo Roland
wieviele Veröffentlichungen zu dem Thema hast du denn gelesen, um zu sagen, dass die etwas erhöhte Temperatur nicht zu höherer Abstrahlung führt und das nicht berücksichtigt wird, richtig ist doch nur ,dass sich bei erhöhtem Co_2 usw ein höheres Gleichgewicht ergibt. deine sog. Gegenkopplung mit dem Modell des Plank Strahlers ist einfach etwas zu stark vereinfacht. es geht doch um die Temperaturen in der unteren Atmosphäre, nicht um die der Erde als reiner Strahler?
lula



-----------------
Mein Leben ist zwar recht teuer,  aber dafür bekomm ich jedes Jahr umsonst eine Reise einmal um die Sonne



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.22, eingetragen 2019-09-08


Das ist eine Bilanzgleichung: höhere Albedo $\alpha$ bedeutet mehr Rückstrahlung -> $(1-\alpha)$ wird kleiner im Zähler -> niedrigere Temperatur.

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.20 begonnen.]



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DerEinfaeltige
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.23, eingetragen 2019-09-08


2019-09-08 15:41 - Ueli in Beitrag No. 22 schreibt:
Das ist eine Bilanzgleichung: höhere Albedo $\alpha$ bedeutet mehr Rückstrahlung -> $(1-\alpha)$ wird kleiner im Zähler -> niedrigere Temperatur.



Der Fehler ist doch eher, dass Roland17 die Wellenlängenabhängigkeit der Absorptions-/Emissionskoeffizienten zu ignorieren scheint.

Der genannten Faktor sollte sowohl im Zähler als auch Nenner stehen, nur eben mit anderen Werten. Im Zähler steht die planetare Albedo, die von der Absorption/Emission im UV-VIS abhängt (Albedo $0.3$ entspricht $\epsilon_{UV-VIS}\approx0.7$).
Diese gibt an, wie effizient die Erde Sonnenlicht aufnimmt.
Im Nenner wird man den Emissionskoeffizienten im IR-Bereich verwenden müssen ($\epsilon_{IR} \approx 0.95$).
Diese gibt an, wie effizient die Erde ihre Wärme wieder abstrahlt.


Ich erhalte damit 257K als Gleichgewichtstemperatur. (254K ohne Korrektur des Nenners)
In Quellen findet man 258K bzw. 255K.


Will man den Treibhauseffekt miteinbeziehen, so muss man wohl entweder tricksen oder das Modell komplizierter machen.
Bspw. als Zwei-Schichtenmodell mit Unterscheidung zwischen Atmosphäre und Boden.


-----------------
Why waste time learning when ignorance is instantaneous?
- Bill Watterson -



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.24, eingetragen 2019-09-08


2019-09-08 15:23 - Roland17 in Beitrag No. 20 schreibt:
Warum werden nirgends Gegenkopplungen (wie auch die durch das Pflanzenwachstum) erwähnt?

Ebensogut könntest Du fragen warum die Erde eine Scheibe ist. Die simple Gegenkopplung, von der Du hier sprichst, ist Teil jedes Klimamodells. Auch der Einfluss des Pflanzenwachstums wird in der Fachwelt lang und breit diskutiert. Das geht sogar so weit, dass das Nachwachsen des Brasilianischen Regenwaldes nach der Ausrottung der dortigen Ureinwohner für die kleine Eiszeit verantwortlich gemacht wird [siehe journals.ametsoc.org/doi/full/10.1175/EI157.1].

Wenn wir hier schon bei Verschwörungstheorien sind, dann können wir auch gleich bei Dir weitermachen: Warum unterschlägst Du in Deiner Rechnung den Einfluss der Atmosphäre? Hast Du einfach nur keine Ahnung wovon Du sprichst oder versuchst Du ganz bewusst falsche Behauptungen zu verbreiten?



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Kitaktus
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.25, eingetragen 2019-09-09


2019-09-08 15:23 - Roland17 in Beitrag No. 20 schreibt:
Warum werden nirgends Gegenkopplungen (wie auch die durch das Pflanzenwachstum) erwähnt?
Aktuell würde ich davon ausgehen, dass der Saldo des Pflanzenwachstums im Wesentlichen von menschlichen Aktivitäten abhängt.
Ob mehr Wälder verschwinden, als neu entstehen, entscheidet der Mensch (Stichwort: (Brand-)Rodung der Regenwälder).


Trivia:
Dass die Gegenkopplung des Pflanzenwachstums "bekannt" ist, zeigt das Spiel "Sim Earth" aus den 90er Jahren. Eines der Szenarien beinhaltete das Terraforming des Mars, hier war der Treibhauseffekt gewünscht und die wuchernden Wälder, die der Athmosphäre immer wieder das "gute" CO2 entzogen, machten dem Spieler das Leben schwer.



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haribo
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.26, eingetragen 2019-09-09


2019-09-08 12:24 - DrStupid in Beitrag No. 17 schreibt:
2019-09-08 10:33 - haribo in Beitrag No. 15 schreibt:
würde roland17s rechenansatz für die mittlere oberflächentemperatur des mondes einen sinnigen wert errechnen?

Das ist zu bezweifeln. Vorraussetzung für seine Rechnung ist eine räumlich und zeitlich hinreichend gleiche Temperatur. Bei der Erde darf man das mit viel gutem Willen gerade noch so annehmen. Hier liegen die Bodentemperaturen je nach Ort und Zeit selbst im Extremfall "nur" zwischen rund -90°C bis +90°C. Auf dem Mond sind die Temperaturunterschiede noch wesentlich größer, weil er viel langsamer rotiert und weil es dort nichts gibt was große Energiemengen speichern und transportieren kann. Hier schwanken die Temperaturen regelmäßig zwischen -160°C und +130°C.
ok, mondtage sind länger, ich hatte vergessen das sich die sonne ja um erde+mond dreht...(;

dann baut man doch schon bei ner schwankung von +/-10°C einen ~0,5° fehler ein wenn man den linearen mittelwert der temperaturen als grundlage der "mittleren-" strahlungsberechnung benutzt?
wegen T^4...

((283^4+263^4)/2)^0,25 = 273,55 und nicht 273,0



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MontyPythagoras
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.27, eingetragen 2019-09-09


Um mal einen neutralen Einwurf zu tätigen:
Vor etwa 35 Jahren war der wissenschaftliche Konsens, dass etwa zum Jahr 2010 die weltweiten Erdölvorräte verbraucht sind. Kein weiterer Kommentar...
Vor etwa 20 Jahren war der wissenschaftliche Konsens, dass die damals aktuell ausgestoßenen FCKW noch ca. 30 Jahre bräuchten auf ihrem Weg in die obere Atmosphäre, wo sie das Ozon restlos vernichten würden. (Mathematisch ausgedrückt: die Ozonlochgröße wurde mindestens bis zum Jahr 2030 als streng monoton wachsend angesehen). Horrorszenarien, dass die Hälfte der Menschheit durch das Ozonloch an Hautkrebs sterben würde, waren an der Tagesordnung und "wissenschaftlich abgesichert". Das Ozonloch ist seit gut 10 Jahren verschwunden.

Schon in meiner Lebzeit, die gemessen am Erdzeitalter verschwindend kurz ist, habe ich somit zwei potentielle Katastrophen überlebt, die sich als Luftnummern herausgestellt haben. Dabei waren die Wissenschaftler vor 30 Jahren auch keine Flaschen.
Der Wald in Deutschland müsste den Vorhersagen von vor 40 Jahren zufolge übrigens auch längst sowas von tot sein.
Modelle sind Modelle und Prognosen sind Prognosen, und nicht die Realität.
Sollte man deshalb aufhören, etwas für den Klimaschutz zu tun? Auf keinen Fall! Es wurden damals ja auch Maßnahmen getroffen, die die jeweiligen Probleme positiv beeinflusst haben. Aber etwas weniger Panik und Geschrei wäre manchmal nicht schlecht.
Und wenn die Temperatur doch weiter steigt, tauscht die Natur halt ein paar Millionen Pflanzen- und Tierarten gegen besser angepasste aus, und fertig. Nach der letzten globalen Katastrophe vor 65 Mio. Jahren hat sie etwa 60.000 Jahre gebraucht, das System neu einzuregeln. Erdgeschichtlich ein Klacks...
Zu vermuten ist daher, dass der Mensch dann eben auch zu den ausgetauschten Tierarten zählt. Wäre das schlecht? Es gibt sowieso viel zu viele Viecher der Gattung Homo sapiens. In den 80er Jahren waren es 4,5 Mrd., davon nur etwas mehr als eine halbe Mrd. in hochentwickelten Industrienationen, jetzt sind es schon über 7,5 Mrd. und ich erwarte, dass ich in meinem Leben noch die 10 Mrd. erlebe. Zählt man inzwischen den größten Teil von Chinas Bevölkerung und einen Großteil von Indien zu den hochentwickelten Nationen hinzu, sind es inzwischen wohl etwa 4 Mrd. Menschen mit großem CO2-Fußabdruck. DAS ist das eigentliche Problem.

Ciao,

Thomas

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.25 begonnen.]



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haribo
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.28, eingetragen 2019-09-09


na ja monty,
also du würdest mir schon fehlen wenn du dann innerhalb der nächsten 60000 jahre, zufälligerweise vor mir (gegen was eigentlich?) ausgetauscht werden würdest.

also das problem wären dann eher grundsätzlich alle änderungen die schneller eingeführt werden als das die erde sich dran anpassen kann

wie weit zurück müssten wir dann sofort gehen im energieverbrauch oder verkehr? was(oder wann) war der letzte schon angepasste zustand?
haribo



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.29, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-09


An DrStupid: Ich bin kein Klimaforscher, nur einfacher Diplom-Physiker. Seit 1978 sorge ich mich wegen des Treibhauseffektes und habe mich vielfältig dagegen engagiert, auch bei Solar- und Windenergie-Firmen. Ich nehme in letzter Zeit aber die Einwände der "Klimaleugner" ernster und habe deshalb noch einmal sehr kritisch nachgedacht.
Die Differenzierung nach verschiedenen Schichten der Atmosphäre war mir nicht in den Sinn gekommen, und auch nicht, dass das von der Erde abgestrahlte Spektrum kein reines plancksches ist.
Durch beide Einflüsse wird der Funktionsgraph der Strahlungsleistung P(T) gegenüber dem von mir in Abb. 2 dargestellten sicher verändert - meiner Einschätzung nach aber nicht grundlegend.
Denn auch wenn bei tieferen Temperaturen nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz das plancksche Strahlungsspektrum nach links verschoben ist, die Strahlungsleistungen der verschiedenen Luftschichten addieren sich zu derjenigen des Erdbodens und ergeben im Resultat eine ähnliche mit der Temperatur ansteigende Kurve.
Das Strahlungsspektrum der Erde zeigt tiefe Einschnitte durch die Absorptionsbanden der Klimagase, ist aber insgesamt einer planckschen Kurve ähnlich. Deshalb wird die Anwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes darauf eine noch brauchbare Näherung sein.
Beide Faktoren ändern nichts an meiner Hauptaussage, dass bei einer Steigerung der Temperatur in Bodennähe die insgesamt abgestrahlte Leistung so stark anwachsen müsste, dass die Temperatursteigerung dadurch eigentlich gar nicht zustande kommen kann (entsprechend bei einer Temperatursenkung). Denkbar wäre höchstens, dass dafür die höheren Atmosphäreschichten weniger Leistung abstrahlen.

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.25 begonnen.]



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.30, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-09


An Ueli und DerEinfältige: Zur Berechnung der Temperatur des Strahlungsgleichgewichts komme ich, indem ich die Eingestrahlte Leistung P(zu) und die abgestrahlte P(ab) gleichsetze. P(zu) errechnet sich aus der Solarkonstanten S=1367 W/m² und der Querschnittsfläche der Erde, P(ab) nach Stefan-Boltzmann, also:
                          fed-Code einblenden
also fed-Code einblenden
und fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
mit der Albedo alpha und dem Emissionsgrad epsilon und fed-Code einblenden
(Letzteres folgt aus der Energieerhaltung, s. nächster Beitrag)
Also steht fed-Code einblenden



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.31, eingetragen 2019-09-09


Absorptionskoeffizient und Albedo sind sich entgegengesetzt, werden aber manchmal beide mit $\alpha$ bezeichnet. Somit bleibe ich beim Zähler.

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.29 begonnen.]



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DerEinfaeltige
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.32, eingetragen 2019-09-09


2019-09-09 12:33 - Roland17 in Beitrag No. 30 schreibt:
An Ueli und DerEinfältige: Zur Berechnung der Temperatur des Strahlungsgleichgewichts komme ich, indem ich die Eingestrahlte Leistung P(zu) und die abgestrahlte P(ab) gleichsetze. P(zu) errechnet sich aus der Solarkonstanten S=1367 W/m² und der Querschnittsfläche der Erde, P(ab) nach Stefan-Boltzmann, also:
                          fed-Code einblenden
also fed-Code einblenden
und fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
mit der Albedo alpha und dem Emissionsgrad epsilon und fed-Code einblenden
(Letzteres folgt aus der Energieerhaltung, s. nächster Beitrag)
Also steht fed-Code einblenden

$(1-\alpha)$ gehört mMn. in der ersten Gleichung auf die rechte Seite. Die Albedo führt dazu, dass eben nicht die gesamte Leistung der Sonnenstrahlung von der Erde absorbiert, sondern im Mittel zu 30% reflektiert wird.

Du darfst den Emissionsgrad im IR-Bereich nicht mit der Albedo bzw. dem Absorptionsgrad/Emissionsgrad im UV-VIS-Bereich verwechseln.
Die Werte sind wellenlängenabhängig und die Erde nimmt UV-VIS auf und strahlt IR ab.


$\sigma\epsilon_{IR} 4\pi r^2 T^4 = (1-\alpha)S \pi r^2 = \epsilon_{UV-VIS} S \pi r^2$


[Die Antwort wurde nach Beitrag No.30 begonnen.]


-----------------
Why waste time learning when ignorance is instantaneous?
- Bill Watterson -



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Roland17
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.33, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-09


Zur Berechnungs des Emissionsgrades fed-Code einblenden
Die Albedo ist nichts anderes als der Reflexionsgrad fed-Code einblenden
mit P Leistung, E Energie, r reflektiert, 0 eingestrahlt.
fed-Code einblenden fed-Code einblenden fed-Code einblenden fed-Code einblenden
Der Energieerhaltungssatz besagt:
fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
Da fed-Code einblenden
fed-Code einblenden fed-Code einblenden
fed-Code einblenden fed-Code einblenden
fed-Code einblenden
Der Emissionsgrad der Erde hat demnach den Wert 0,694. Das ist der Wert für die Gesamtleistung und für das gesamte Spektrum, IR und UV und Licht etc. Man muss nicht zwischen I und UV unterscheiden. Die Unterscheidung geschieht durch Emission bei fed-Code einblenden fed-Code einblenden




[Die Antwort wurde nach Beitrag No.30 begonnen.]



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Ex_Senior
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.34, eingetragen 2019-09-09


Nur kurz hierzu:

2019-09-09 11:09 - MontyPythagoras in Beitrag No. 27 schreibt:
Vor etwa 35 Jahren war der wissenschaftliche Konsens, dass etwa zum Jahr 2010 die weltweiten Erdölvorräte verbraucht sind. Kein weiterer Kommentar...

Gemeint war förderbares (i.S. der Wirtschaftlichkeit) Erdöl. Seitdem hat sich sowohl der Ölpreis um einen Faktor 3 bis 6 erhöht und die Technik (Tiefseebohrungen, Ölschiefer) weiterentwickelt, um neue Vorkommen zu erschließen. Die Annahme des Peak-Oil stimmt zumindest für die einelnen Lagerstädten individuell; nur sind halt noch neue hinzugekommen, für die es wirtschaftlich sinnvoll ist, sie auszubeuten...


Vor etwa 20 Jahren war der wissenschaftliche Konsens, dass die damals aktuell ausgestoßenen FCKW noch ca. 30 Jahre bräuchten auf ihrem Weg in die obere Atmosphäre, wo sie das Ozon restlos vernichten würden. (Mathematisch ausgedrückt: die Ozonlochgröße wurde mindestens bis zum Jahr 2030 als streng monoton wachsend angesehen).

Und warum ist das nicht eingetreten? Weil man den FCKW-Ausstoß in einer weltweit konzertierten Aktion verboten und deutlich zurückgefahren hat.

Merke: Wenn die Menschheit sich nicht am Status Quo festhält, können Szenarien, die sonst eintreten würden, noch abgewendet werden. Ähnlich hat die bessere Abgas-Reinigung von Industrie und Verkehr zu einer Verringerung der Stickoxid- und Schwefel-Emissionen und damit verbundenem saurem Regen und schließlich dem Waldsterben geführt.

Ähnlich sieht es, bezogen auf den CO2-Austoß aus: Wenn nichts passiert, landet man wohl bei einer im Schnitt 3-5 K wärmeren Welt...


Horrorszenarien, dass die Hälfte der Menschheit durch das Ozonloch an Hautkrebs sterben würde, waren an der Tagesordnung und "wissenschaftlich abgesichert". Das Ozonloch ist seit gut 10 Jahren verschwunden.

Nun, die Hautkrebszahlen gingen tatsächlich in die Höhe. Und warum das Ozonloch sich nicht weiter ausgedehnt, sondern geschlossen hat, lässt du hier mal ganz sanft unter den Tisch fallen. Da war kein Selbstgänger...


Schon in meiner Lebzeit, die gemessen am Erdzeitalter verschwindend kurz ist, habe ich somit zwei potentielle Katastrophen überlebt, die sich als Luftnummern herausgestellt haben. Dabei waren die Wissenschaftler vor 30 Jahren auch keine Flaschen.

Freue dich darüber, dass der Mensch offenbar doch nicht dazu verdammt ist, sich sein eigenes Grab zu schaufeln, sondern handeln kann! Denn nur dadurch sind entsprechende Katatrophen abgewendet worden! ...


Modelle sind Modelle und Prognosen sind Prognosen, und nicht die Realität.
Sollte man deshalb aufhören, etwas für den Klimaschutz zu tun? Auf keinen Fall! Es wurden damals ja auch Maßnahmen getroffen, die die jeweiligen Probleme positiv beeinflusst haben. Aber etwas weniger Panik und Geschrei wäre manchmal nicht schlecht.

Glaubst du, dass es ohne die drastisch dargestellten Auswirkungen einer weiteren Nutzung der FCKWs zu einem weltweiten Verbot gekommen wäre? Ich nicht...


Und wenn die Temperatur doch weiter steigt, tauscht die Natur halt ein paar Millionen Pflanzen- und Tierarten gegen besser angepasste aus, und fertig.

Nun, sage mal das den Milliarden Menschen, die in Küstenregionen leben, wie die mit einem mehrere Meter höheren Meeresspiegel klarkommen sollen. New York u.Ä. können vielleicht noch einfach höhere Dämme bauen. Andernorts wird das schon rein wirtschaftlich schwierig. Dann kommen die Leute dazu, deren Landflächen sich nicht mehr für Landwirtschaft eignen. Dies ist in Südeuropa mit der Verwüstung schon derzeit zu beobachten. Und auch denen, die prinzipiell sich nur umstellen müssen, und anstatt Hopfen und Gerste nun Wein anbauen können: Wie geht man mit dem Migrationsdruck durch die klimatisch benachteiligten Gebiete um?

Will sagen: Der Erde ist eine Temperaturschwankung um ein paar Kelvin völlig egal. Die Menschen dagegen dürften davon doch ziemlich intensiv betroffen sein, wenn sich ihre Umwelt entsprechend ändert...
 

Zu vermuten ist daher, dass der Mensch dann eben auch zu den ausgetauschten Tierarten zählt. Wäre das schlecht? Es gibt sowieso viel zu viele Viecher der Gattung Homo sapiens. In den 80er Jahren waren es 4,5 Mrd., davon nur etwas mehr als eine halbe Mrd. in hochentwickelten Industrienationen, jetzt sind es schon über 7,5 Mrd. und ich erwarte, dass ich in meinem Leben noch die 10 Mrd. erlebe. Zählt man inzwischen den größten Teil von Chinas Bevölkerung und einen Großteil von Indien zu den hochentwickelten Nationen hinzu, sind es inzwischen wohl etwa 4 Mrd. Menschen mit großem CO2-Fußabdruck. DAS ist das eigentliche Problem.

Nun, wenn du die Ausrottung der Spezies Homo Sapiens als Option ansiehst, dann mag dies das Problem lösen. Erscheint mir nur nicht sehr humanistisch...

Cyrix



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.35, eingetragen 2019-09-09


@Roland: Nochmals zur Emission:
Ich weiss jetzt was du meinst, aber mir scheint DrStupid hat dies bereits richtig beantwortet. Der Emissionsgrad im Zähler bezieht sich auf das Sonnen-Spektrum bei ca.6000K. Der Emissionsgrad im Nenner ist laut Wikipedia >0.91 (Wasser, als vorherrschende Oberflächenstruktur) bei Temperaturen 10...50°C.
Bei den Ursachen der Erwärmung spricht man von Antrieben. Das Plus, bzw. der Antrieb, der durch die antropogenen Treibhausgase verursacht wird, beträgt 3W/m^2. Davon bleiben, vor allem im Wasser etwa 0.4W/m^2 zurück, ein anderer Teil geht in die Eisschmelze. Diese Energieströme kann man sehr genau bestimmen.
Was dies bewirkt, also die Klimasensitivität, das ist schwieriger zu beziffern. Bei einer Verdoppelung des CO2-Gehaltes auf 560ppm ist die Erwärmung 3+-1°C. Hier spielen dann Meeresströmungen, Wolken usw. eine Rolle.
Was das für die Menschheit bedeutet ist natürlich eine weitere Frage, die meiner Ansicht nach in einem Physik-Forum nicht allzu breit getreten werden sollte. Einige allgemeine, gute Erklärungen (auch zur Physik) bietet der Film des Ölkonzerns Shell aus dem Jahr 1991:
Shell zur Klimaproblematik.



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MontyPythagoras
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.36, eingetragen 2019-09-09


2019-09-09 14:48 - cyrix in Beitrag No. 34 schreibt:
Gemeint war förderbares (i.S. der Wirtschaftlichkeit) Erdöl. Seitdem hat sich sowohl der Ölpreis um einen Faktor 3 bis 6 erhöht und die Technik (Tiefseebohrungen, Ölschiefer) weiterentwickelt, um neue Vorkommen zu erschließen. Die Annahme des Peak-Oil stimmt zumindest für die einelnen Lagerstädten individuell; nur sind halt noch neue hinzugekommen, für die es wirtschaftlich sinnvoll ist, sie auszubeuten...
Für die Argumentation unerheblich. Tatsache ist, dass es seeehhhr viel länger hält als prognostiziert. Irgendwann ist es trotzdem alle.


Und warum ist das nicht eingetreten? Weil man den FCKW-Ausstoß in einer weltweit konzertierten Aktion verboten und deutlich zurückgefahren hat.
Falsch. Nach den damaligen Aussagen hätte, wenn man damals den FCKW-Ausstoß mit sofortiger Wirkung auf null reduziert hätte, das Ozonloch noch 30 Jahre weiter wachsen müssen, weil es angeblich solange in die oberen Atmosphärenschichten unterwegs ist. Der Ausstoß wurde auch  nicht auf null reduziert, und trotzdem ist das Ozonloch gemäß den Prognosen eigentlich deutlich verfrüht verschwunden. Das ist gut so und natürlich haben wir es der weltweiten Reduktion zu verdanken. Es ging mir lediglich darum, aufzuzeigen, dass die Prognosen deutlich überzogen waren.


Nun, die Hautkrebszahlen gingen tatsächlich in die Höhe.
citation needed. Ich hab da was:
en.wikipedia.org/wiki/Skin_cancer_in_Australia#Trends_in_melanoma_mortality
In Australien (weltweit "führend" in Hautkrebs) Anstieg von 1950 bis Ende 80er, seit den 1990er Jahren stabil. Selbstverständlich wegen Schutzmaßnahmen und Erziehung und nicht wegen abgenommener UV-Strahlung, aber die Prognosen waren ganz andere.


Glaubst du, dass es ohne die drastisch dargestellten Auswirkungen einer weiteren Nutzung der FCKWs zu einem weltweiten Verbot gekommen wäre? Ich nicht...
Hemmungslose Übertreibung halte ich grundsätzlich immer für politisch fragwürdig.


Nun, wenn du die Ausrottung der Spezies Homo Sapiens als Option ansiehst, dann mag dies das Problem lösen. Erscheint mir nur nicht sehr humanistisch...

Ist es auch nicht. Man muss ihn ja nicht gleich ausrotten, aber die Erde kann auf Dauer 10 Mrd. Menschen oder mehr mit einem "Wohlstand" auf Industrienation-Niveau einfach nicht vertragen. Wir sind hier ja schließlich auf dem Matheplaneten, daher folgende kleine Denksportaufgabe: wie muss ich pro Kopf den Energieverbrauch und CO2-Ausstoß senken, wenn ich den Gesamtverbrauch der Weltbevölkerung konstant halten will (was schon zu viel ist), wenn gleichzeitig die Bevölkerung exponentiell wächst? Auf Dauer hat die Menschheit nur eine Überlebenschance, wenn sie sich selbst drastisch reduziert, und zwar wieder in die Nähe von 4 Mrd. oder besser noch darunter.
Das hier sagt eigentlich alles:


Ciao,

Thomas



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Fabi
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@Monty: Inwiefern ist das Ozonloch verschwunden? Siehe:

theconversation.com/after-30-years-of-the-montreal-protocol-the-ozone-layer-is-gradually-healing-84051

www.theozonehole.com/ozoneholehistory.htm

ozonewatch.gsfc.nasa.gov/statistics/annual_data.html

vG,
Fabi



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MontyPythagoras
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.38, eingetragen 2019-09-09


Hallo Fabi,
stimmt natürlich, es ist (noch?) nicht ganz weg, aber die damals befürchtete Ausdehnung über Australien hat nicht stattgefunden. Laut
de.wikipedia.org/wiki/Ozonloch#Beobachtungsgeschichte
ist es dabei, sich weiter zu erholen. Zitat:
"Im Juni 2016 gaben Forscher bekannt, dass sich die Ozonschicht, wie seit Jahren vermutet, tatsächlich wieder erholt. (...) Im Jahr 2017 erreichte es laut NASA mit rund 20 Millionen Quadratkilometern seine geringste Ausdehnung seit dem Jahr 1988."

Ciao,

Thomas



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.39, eingetragen 2019-09-09


2019-09-09 11:50 - Roland17 in Beitrag No. 29 schreibt: Die Differenzierung nach verschiedenen Schichten der Atmosphäre war mir nicht in den Sinn gekommen, und auch nicht, dass das von der Erde abgestrahlte Spektrum kein reines plancksches ist.

Dass Du Anfangs nicht daran gedacht hast mag ja sein, aber spätestens nachdem ich Dich auf die Lücken in Deiner Argumentation hingewiesen habe, hättest Du als Diplom-Physiker erkennen müssen, dass Deine Rechnung keine brauchbare Diskussionsgrundlage ist. Stattdessen hast Du aber nicht nur auf dieser Basis weiter diskutiert, sondern obendrein andere Wissenschaftler angegriffen. Ich hoffe Du kannst wenigstens nachvollziehen, dass so ein Verhalten im Zusammenhang mit diesem Thema bei mir einen Trollalarm auslöst.

2019-09-09 11:50 - Roland17 in Beitrag No. 29 schreibt: Denn auch wenn bei tieferen Temperaturen nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz das plancksche Strahlungsspektrum nach links verschoben ist, die Strahlungsleistungen der verschiedenen Luftschichten addieren sich zu derjenigen des Erdbodens und ergeben im Resultat eine ähnliche mit der Temperatur ansteigende Kurve.

Diese Behauptung widerlegst Du gleich im nächsten Satz selbst:

2019-09-09 11:50 - Roland17 in Beitrag No. 29 schreibt: Das Strahlungsspektrum der Erde zeigt tiefe Einschnitte durch die Absorptionsbanden der Klimagase, ist aber insgesamt einer planckschen Kurve ähnlich.

Wenn die Strahlungsleistungen der verschiedenen Luftschichten sich zu derjenigen des Erdbodens addieren würden, dann gäbe es da keine Einschnitte.

2019-09-09 11:50 - Roland17 in Beitrag No. 29 schreibt: Deshalb wird die Anwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes darauf eine noch brauchbare Näherung sein.

Nein, das ist sie definitiv nicht. Es mag vielleicht nicht so aussehen, aber im Weltall kommt nur rund die Hälfte der von der Erdoberfläche emittierten Leistung an. Die andere Hälfte schickt die Atmosphäre wieder zum Absender zurück. Ein Ergebnis, das 100 % über dem tatsächlichen Wert liegt, ist keine "brauchbare Näherung" sondern schlichtweg falsch.

Das wird auch nicht besser, wenn Du diesen Fehler zusammen mit allen anderen in einer empirischen "Konstante" versteckst. Die ist nämlich nicht wirklich konstant, sondern u.a. abhängig von der Treibhausgaskonzentration. Deine Gleichungen gelten damit nur für den aktuellen Zustand der Atmosphäre und dürfen für andere Bedingungen - einschließlich einer durch den Treibhauseffekt erhöhten Bodentemperatur - nicht verwendet werden.

2019-09-09 11:50 - Roland17 in Beitrag No. 29 schreibt: Beide Faktoren ändern nichts an meiner Hauptaussage, dass bei einer Steigerung der Temperatur in Bodennähe die insgesamt abgestrahlte Leistung so stark anwachsen müsste, dass die Temperatursteigerung dadurch eigentlich gar nicht zustande kommen kann (entsprechend bei einer Temperatursenkung).

Ich hoffe, Du verstehst jetzt, warum diese Aussage unzulässig ist. Dafür bräuchtest Du einen Ansatz, der es erlaubt, die Gleichgewichtstemperatur in Abhängigkeit von der Treibhausgaskonzentration zu berechnen. Die taucht in Deiner ganzen Rechnung aber gar nicht auf.



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