Zitat von centil am 5. Dezember 2019, 21:28 Uhr

Informationsseite für Klima & Energie

Hauptautor bei CENTIL-Europe – René Funk
In Kooperation mit Prof. John Christy, Dr. Susan Crockford, Prof. Khilyuk and Chilingar, Prof. Ewert

Guten Tag .....Anschrift......

Wir sind freie Forscher in den Themen Atmosphärenphysik, Astrophysik, Geologie und Biologie und verurteilen Behauptungen über das völlig irrelevante Spurengas CO2, welche aus reiner Ideologie, Unwissenheit, oder aus widerwärtigen politischen Zielen verteufelt wird und der Bevölkerung Armut, Enteignungen, Wirtschaftliche Milliarden Verluste und damit Wohlstandsvernichtung aufs schärfste!

Der 97% Mythos aufgedeckt

Die angeblichen 97% der im Konsens stehenden Forscher entstand aus der Studie von John Cook aus dem Jahr 2013, bei dem ein Team um Cook 12 000 wissenschaftlichen Publikationen aus 1980 Zeitschriften auswertete, die die Stichwörter «Klimawandel» oder «Klimaerwärmung» enthielten. Die erfassten Fachartikel wurden in acht Kategorien unterteilt:

Ein großes Peer-Review-Papier von vier hochrangigen Forschern hat schwere Fehler in einem früheren Papier in einer wenig bekannten Zeitschrift aufgedeckt, die einen 97,1%igen wissenschaftlichen Konsens behauptet hatte, dass der Mensch mindestens die Hälfte der 0,7 Cº globalen Erwärmung seit 1950 verursacht hätte.

Ein Tweet im Namen von Präsident Obama hatte angenommen, dass das frühere, fehlerhafte Papier von John Cook und anderen 97% der Befürworter der Auffassung war, dass der Klimawandel gefährlich ist:

"97 Prozent der Wissenschaftler stimmen zu. #Klimawandel ist real, von Menschenhand gemacht und gefährlich." [Betonung hinzugefügt]

Das neue Papier des führenden Klimaforschers Dr. David Legates und seiner Kollegen, das in der renommierten Zeitschrift Science and Education veröffentlicht wurde, die jetzt zum 21. Mal erscheint, zeigt, dass Cook nicht berücksichtigt hat, ob Wissenschaftler und ihre veröffentlichten Arbeiten den Klimawandel als "gefährlich" bezeichnet haben.

Der Konsens, den Cook betrachtete, war die Standarddefinition: dass der Mensch die meisten Erwärmungen nach 1950 verursacht habe. Selbst bei dieser schwächeren Definition liegt der wahre Konsens unter den veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten nun nachweislich nicht mehr bei 97,1%, wie Cook behauptet hatte, sondern bei nur 0,3%.

Nur 41 der 11.944 von Cook untersuchten Klimapapiere gaben ausdrücklich an, dass der Mensch den größten Teil der Erwärmung seit 1950 verursacht hat. Cook selbst hatte nur 64 Papiere als explizit diesen Konsens unterstützend bezeichnet, aber 23 der 64 hatten ihn in der Tat nicht unterstützt.

Link zu unserem vollständigen Artikel:

Wie wäre es, wenn sich Journalisten endlich wieder korrekt informieren, bevor unhaltbare Behauptungen öffentlich transportiert werden?

Unseriöse Pseudoforscher verwenden Computersimulationen

Diese Pseudoforscher (Stocker, Knutti und andere) sind von den Links-Grünen bezahlte Clowns, die mit kindischen, auf ganzer Linie fehlerhaften Computersimulationen völlig falsche Resultate für die Zukunft hervor bringen. Das ist Betrug und keine Forschung! Solchen „Propheten“ muss der Geldhahn zugedreht und der wirtschaftliche Milliardenschaden rechtlich geahndet werden.

Grüne- und Linke behaupten immer wieder, ein fiktives Klima schützen zu wollen, wissen aber selbst in keinster Weise, wie eine Klimazone hergeleitet wird. (Ein globales Klima existiert nicht!)

Es existiert kein globales Klima, sondern Klimazonen. Klimazonen werden aus Wetterdaten eines bestimmten Gebiets über einen Zeitraum ab 30 Jahren hergeleitet! Eine Klimazone ist nichts anderes als statistische Wetterdaten. Sie wollen also die Bevölkerung durch ideologischen Schwachsinn enteignen und in die Armut zwingen, für statistische Wetterdaten?

Wenn Grüne für Ihre Wahlkampfthemen nichts mehr hervorbringen können, welche der Natur nützen, dann bekämpft man die Natur, indem das für die Photosynthese zwingend notwendige Spurengas CO2 verteufelt wird, welches aus physikalischen und thermodynamischen Gesetzmässigkeiten absolut keinen Einfluss auf Temperaturtrends in der Atmosphäre nehmen kann!

Offensichtlich haben die angeblich Grünen keine Ahnung, für was das Spurengas CO2 in der Natur benötigt wird und über welche physikalischen Eigenschaften das Spurengas verfügt? Deshalb nachfolgend einfach erklärt, welche Eigenschaften das Spurengas CO2 aufweist und wie es in der Natur durch die Pflanzen assimiliert wird und dabei Sauerstoff und Biomasse produziert.

CO2, Physikalische Eigenschaften 

Kohlendioxid besitzt eine hohe Dichte und wiegt etwa das 1,5fache von Luft. Damit ist es das schwerste Spurengas in der Luft. CO2 absorbiert in den Bereichen 2.75, 4.25 und um 15 Mikrometer wärme. Die aufnehmbare Wärme ist jedoch begrenzt, bzw. CO2 ist bereits mit der geringen Menge in Bodennähe in der Atmosphäre zu 90% mit Wärme gesättigt. Da CO2 schwerer als Luft ist, verhält es sich entsprechend und fliesst in der Regel in Richtung Bodennähe. Durch Konvektion wird CO2 in der untersten Atmosphärenschicht durcheinander gewirbelt. In ca. 10-12 Kilometer Höhe beträgt der Anteil an CO2 noch ca. 4-16 Moleküle auf 1 Million. Das Spurengas CO2 ist nicht nur für den Calvin-Zyklus elementar wichtig, sondern spielt auch für die Wärmeableitung in der Atmosphäre eine sehr wichtige Rolle. Umso mehr CO2 in höheren Luftschichten vorhanden ist, umso besser wird Wärme ins All abgeleitet. Getreu des 2. Thermodynamischen Hauptsatzes. Ausserdem wird CO2 für den Pflanzenwachstum zwingend benötigt. Ohne CO2 gäbe es auf der Erde keine Biosphäre. Umso mehr CO2 anteilig in der Atmosphäre vorkommt, desto grösser wird die Biosphäre. Dies hatten wir bereits im Artikel vom 17.11.2017 detailliert aufgezeigt und auf die Studie vom "Lead author Zaichun Zhu from Peking University" hingewiesen.

CO2 kann überwiegend bei 15µm wärme absorbieren. Die lineare Form des Moleküls lässt keine anderen Infrarot-Linien zu, bei dem eine quantenmechanische Erregung möglich wäre. Nach einem Absorptionsereignis befindet sich das CO2-Molekül in einem angeregten Zustand mit einer
geschätzten Lebensdauer, τrad = (uj / ∆uj)2 / ν ≈ 6μs 6μs für die 15 μm Linie.

Rot, solare Einstrahlung im UV, Sichtbaren und Infrarot Bereich. Blau die Wärmeenergie, welche von der Erdoberfläche abgestrahlt wird. (Hinweis: Physikalisch gesehen ist es keine Strahlung im eigentlichen Sinn, wie Radioaktivität oder Funkwellen, sondern Wärme wird über quantenmechanische Kollisionen von Molekül zu Molekül übertragen. Diese Kollisionsübertragung kann nur immer nach oben erfolgen, niemals umgekehrt!

Fakt ist, dass Wärmeenergie zwischen 7.3µm bis 14.75µm ungehindert durch die Atmosphäre ins All Wärme abstrahlt! Es existiert kein atmosphärisches Gas, welches diese Wärmeenergie reflektieren, aufhalten oder absorbieren könnte. Die Überschneidungen der IR-Linien sind bedeutungslos. Aus diesem Grund kühlt es in jeder Nacht, in Wüstengebieten um bis zu über 50 Grad ab. In unseren Breitengraden sind es maximal ca. 20 Grad. Vor allem im Herbst- und Frühling sehr gut zu beobachten.

CO2 wirkt in der Atmosphäre kühlend

Liegt keine schützende Wolkendecke über dem Erdboden, dann gehen nachts im Sommer wie im Winter die Temperaturen besonders stark zurück. Meteorologisches Elementarwissen: Die tagsüber vom Erdboden aufgenommene Energie entschwindet nachts bei klarem Himmel unsichtbar und ungehindert „direkt“ mittels „Temperaturstrahlung“ wieder in den Weltraum. Insbesondere die CO2-Moleküle mit ihren besonderen stoffspezifischen Absorptionsbanden bei 2,8 m, bei 4,5 m und bei 15 m, die so unabänderlich und charakteristisch sind wie ein menschlicher „Fingerabdruck“, haben auf den täglichen Temperaturgang keinen Einfluß, weil sie das „offene Strahlungsfenster“ zwischen 7 und 13 m nicht schließen können. Dies gälte auch dann, wenn die Erde von einer reinen CO2-Atmosphäre umgeben wäre. Es kann also aus rein physikalischen Axiomen heraus keinen wie auch immer gearteten „Wärmestau“ unter dem fiktiven „Glasdach“ in 6 km Höhe geben. Der „Treibhauseffekt“ ist eine pure Erfindung. Selbst wenn man die Atmosphäre wegdenken und wie weiland Svante Arrhenius bei seiner „Eiszeithypothese“ 1896 rein modelltheoretisch annehmen würde, daß der gesamte CO2-Gehalt der Atmosphäre wie ein „Schwarzer Körper“ in 6 km Höhe die Erde umhülle, selbst dann kann es keinen „Treibhauseffekt“ geben, denn die -18 C kalte „Kohlendioxidschicht“ würde mit einer Leistung von 240 W/m2 die Erde „anstrahlen“, während die +15 C warme Erde permanent Energie in der Größenordnung von 390 W/m2 abstrahlen würde. Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik läßt prinzipiell nicht zu, daß freiwillig „Wärme“ von kalt nach warm fließt. Das gasförmige CO2 als „Treibhausgas“ zu bezeichnen, das wie ein „Glasdach“ in einem Gewächshaus die Wärmestrahlung „reflektiert“ und am Entweichen in den Weltraum hindert, ist physikalisch unhaltbar. Auch Gewächshäuser kühlen nachts aus und müssen im Winter beheizt werden. Wenn, wie die Enquete-Kommission zu Recht feststellt, bei wolkenlosem Himmel 70 % bis 90 % der im Erdboden gespeicherten Wärme ungehindert ins Weltall entweichen und im „Idealfall“ rein hypothetisch 10 % bis 30 % von den „Treibhausgasen“ absorbiert werden, um dann zur Erde „re-emittiert“ zu werden, selbst dann könnte die stete Abkühlung der Erde nicht verhindert werden. Eine „Erwärmung“ der Erde über die eigene an sie zurückgereichte Energie ist völlig ausgeschlossen! Damit bricht die Hypothese, die Erhöhung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre würde eine „Erderwärmung“ hervorrufen und eine „Klimakatastrophe“ zur Folge haben, die nur durch eine drastische Reduzierung der „CO2-Emissionen“ verhindert werden könnte, in sich zusammen.

Fazit: Das CO2 kann mangels geeigneter Absorptionslinien das atmosphärische „Strahlungsfenster“ nicht schließen und hat daher keinen Einfluß auf das Wetter, auf das Klima! Anders formuliert: Es ist physikalisch unmöglich, daß ein „Schwarzer Körper“, der kontinuierlich über ein breites Wellenlängenspektrum Energie abstrahlt, von einer atmosphärischen Gashülle, die nur selektiv und diskret Strahlung absorbiert, an seiner Abkühlung gehindert werden könnte. Wäre dies nicht so, dann hätte sich die Erde im Laufe ihrer Geschichte mit einem „anfänglichen“ CO2-Gehalt von 30 % und mehr nicht auf ein „Temperaturmilieu“ abkühlen können, das Leben gestattet. Der stets variable CO2-Gehalt der Atmosphäre ist Folge der bewegten Klimageschichte und keinesfalls Ursache.

CO2 ist völlig Irrelevant

CO2 ist für atmosphärische Temperaturtrends physikalisch und thermodynamisch vollkommen Irrelevant. Die Erdoberfläche kann nicht sich selbst erwärmen. Die Erwärmung der Erde durch die Sonne ist elementar und unumstritten, ebenso die Lage der Sonnenstrahlung im Elektromagnetischen Spektrum. Unbestritten ist, dass sich die Erde nicht von selbst erwärmen kann. Und das  bedeutet, dass sich kein chemischer Stoff auf diesem Planeten, auch nicht das CO2 Gasmolekül, aus sich selbst heraus erwärmen kann. Wenn CO2 sich selbst und darüber hinaus auch noch seine Umgebung erwärmen soll, muss dem CO2 von außen Energie zugeführt werden.
Und da sind wir bei der physikalischen Tatsache, dass durch die solare Einstrahlung CO2 schon immer zu 90% mit Wärmeenergie

gesättigt war und das auch in Zukunft sein wird! Eine Verdoppelung des Volumengehalts wäre vollkommen wirkungslos!

Da die Wärmeenergie von der Erdoberfläche aus in Richtung Weltall abfließt und nicht umgekehrt, findet auf der Erdoberfläche eine Abkühlung durch Wärmeabstrahlung  statt und somit ein Wärmeverlust von der Erdoberfläche in Richtung Atmosphäre von 15 % und direkt ins Weltall durch Wärmestrahlung von 6 %.

Für diesen Wärmeübergang von der Erdoberfläche aus in  Richtung Atmosphäre gilt der Satz von der Erhaltung der Energie (Stefan  Boltzmann). Aus dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik folgt, dass Wärmeenergie nicht vollständig in Nutzenergie umgesetzt werden kann, es entstehen Verluste. Weiterhin gilt, dass Wärmeenergie immer nur unter Mitwirkung von Materie aus Strahlungsenergie erhalten werden kann. Gibt ein Stoff an einen anderen, weniger energiereichen, Energie ab, bleibt die Menge der Energie insgesamt erhalten. Gibt ein Stoff Wärmeenergie an einen  anderen ab, kühlt der eine durch Wärmeverlust ab, der  andere erwärmt sich, bis zum vollständigen Wärmeenergie-Austausch bei Temperaturgleichheit.

CO2 ist - nachweislich der Energieflüsse der Erdoberfläche -  das wichtigste Kühlmittel der Erde wegen der besonders intensiven IR-Aktivität dieses Moleküls. Mit dem SABER-Instrument auf dem TIMED-Satelliten, der Infrarot-Emissionen von Kohlendioxid und Stickoxid überwacht, stellte die NASA fest, dass die Thermosphäre derzeit kühlt und schrumpft. Hätte CO2 die ihm angedichtete Fähigkeit, wäre eine Satellitenüberwachung schlicht nicht möglich!

Wenn mehr CO2 durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre emittiert wird, ändert sich am Volumengehalt des CO2 Spurengases in der Atmosphäre absolut nichts! Der Grund liegt im stetigen Gleichgewicht zwischen dem Ein- und Ausgasen der Weltmeere. Ist mehr CO2 in der Atmosphäre, wird dieses durch die Weltmeere absorbiert, so dass immer ein Gleichgewicht besteht. Ausschliesslich Temperaturveränderungen durch solare Aktivitätsveränderungen sind in der Lage, dieses Gleichgewicht zu steuern. Werden die Weltmeere durch eine Abnahme der solaren Aktivität verursacht, mit einer Verzögerung von bis zu 800 Jahren  kälter, erhöht sich das Gleichgewicht der Ein- und Ausgasung, so dass mehr CO2 gebunden wird. Erwärmen sich die Weltmeere, wird mit einer Verzögerung von bis zu 800 Jahren mehr CO2 ausgegast. Das Gleichgewicht senkt sich. Der Volumengehalt des CO2 Spurengases in der Atmosphäre erhöht sich.

Die menschlichen emittierten CO2 Mengen sind völlig Irrelevant. Vergleicht man die Atmosphäre mit dem englischen Big Ben Tower, dann ist CO2 auf der Turmspitze 1 cm2 gross, der menschliche Anteil davon ein Ameisenschiss innerhalb der 1 cm2!

Zu behaupten, im Vergleich 1 Ameisenschiss könnte den ganzen Big Ben zusätzlich erwärmen, ist eine hochkriminelle Betrügerei, um Mega-Gewinne zu erzielen. Allein der schweizerische Staat nimmt pro Jahr durch diese kriminelle Abzocke den Bürgern mehrere Milliarden an Einkommen ab, welches der Kaufkraft der Bevölkerung fehlt!

Ausgerechnet dem CO2 eine erwärmende Wirkung  -  genannt Treibhauseffekt  -  herbei modelliert zu haben, ist eine der größten Fehlleistungen der Wissenschaftler. Allein ein einziger Vulkanausbruch, wie kürzlich in Indonesien oder Italien, schleudert pro Stunde mehr CO2 in die Atmosphäre, als die gesamte Menschheit mit den Fahrzeugen in 100 Jahren emittieren könnten.

 

CO2 Eingasung und Ausgasung: Der chemische Prozess im Detail beschrieben.

In Wasser gelöstes Kohlenstoffdioxid bildet Kohlensäure, H2CO3, wobei aber mehr als 99 % des Kohlenstoffdioxids nur physikalisch gelöst sind. Die Kohlensäure als solche liegt vor in einem Gleichgewicht mit ihren Dissoziationsprodukten (Spezies) Hydrogencarbonat ("Bicarbonat", HCO3–) und Carbonat (CO32–), die in einem vom pH-Wert abhängigen Mengenverhältnis zueinander stehen.

Lösung:

Kohlenstoffdioxid der Luft löst sich (physikalisch) im Meerwasser.

Es reagiert mit Wasser (chemisch), wobei als weitere anorganische Kohlenstoffverbindungen (Kohlensäure H₂CO₃ und Hydrogencarbonationen HCO₃⁻) und zusätzlich Oxoniumionen (H₃O⁺) entstehen. Der pH-Wert nimmt also etwas ab.

    CO₂    +    H₂O        ⇌    H₂CO₃

H₂O    +    H₂CO₃    ⇌    H₃O⁺    +    HCO₃⁻

B1            S2                  S1              B2

Das Wasser der Ozeane ist in ständiger Bewegung.

Absinkendes Oberflächenwasser nimmt die darin gelösten Kohlenstoffverbindungen mit in die Tiefe. Dadurch wird die CO₂-Konzentration in den oberen Wasserschichten verringert und es kann mehr CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen werden.

Ausgasung:

Die Luftmoleküle (also Stickstoff-, Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxid-Moleküle) sind in gelöster Form zwischen den Wassermolekülen verteilt. An der Grenzfläche zur Atmosphäre findet ein ständiger Gasaustausch in beider Richtungen statt, es ändert sich nur je nach Temperatur die jeweilige Geschwindigkeit der Gasaufnahmen bzw. der Gasabgabe.Bei höherer Wassertemperatur können weniger CO₂-Moleküle gelöst werden, die CO₂-Abgabe überwiegt. Zusätzlich stehen die Hydrogencarbonationen v.a. bei niedrigem pH-Wert (also in saurem Milieu bei hoher Oxoniumionenkonzentration) über die Bildung und den Zerfall von Kohlensäure in einem Gleichgewicht mit dem gelösten CO₂, so dass sich dessen Partialdruck erhöht, was in den oberen Wasserschichten dann das Ausgasen in die Atmosphäre fördert.

HCO₃⁻    +    H₃O⁺    ⇌    H₂CO₃    +    H₂O

B1                 S2               S1                 B2

H₂CO₃   ⇌    H₂O      +    CO₂↑

Aus diesem chemischen Prozess heraus und der Tatsache, dass sich die Ozeane seit dem Ende der kleinen Eiszeit 1860 erwärmten, konnten weniger CO2 Moleküle aus der Atmosphäre gelöst werden, dafür wurden mehr Ausgegast. Bereits ein Oberflächen Wassertemperaturunterschied von 0.1 Grad führt zu einer grösseren Ausgasung im Verhältnis zur Eingasung. Die chemischen Formeln sind oben jeweils abgebildet.

In der Wissenschaft werden 3 Gruppen der in den Ozeane vorhandenen gelösten Kohlenstoff zugeordnet. DIC,DOC, POC und PIC.

Als DIC (Dissolved Inorganic Carbon) wird im Meerwasser gelöster inorganischer Kohlenstoff bezeichnet. Die Vertreter dieser Gruppe sind Kohlendioxid CO2, Kohlensäure H2CO3, Bicarbonation HCO3 und Carbonation CO2/3. Den größten Teil davon macht HCO3 mit ca. 91% aus; 8% des DIC liegen in Form von CO2/3 vor. CO2 und H2CO3 zusammen machen nur 1% des gelösten inorganischen Kohlenstoffs aus. Gelöste organische Kohlenstoffmoleküle werden durch DOC (Dissolved Inorganic Carbon) klassifiziert. In POC (Particulate Organic Carbon) werden organische Gewebepartikel zusammengefasst. Die Grenze zwischen DOC und POC ist oft fließend, in den meisten Fällen wird sie bei 0,45μm

Teilchendurchmesser gezogen. Das im Meerwasser vorkommende Calciumcarbonat CaCO3 fällt in die Gruppe des PIC (Particulate Inorganic Carbon) und liegt z.B. in Form von Kalzitpanzern vor. Das Verhältnis zwischen DIC, DOC und POC liegt bei ungefähr 2000:38:1.

Der Ozean fungiert als gewaltige CO2-Senke im globalen Kohlenstoffkreislauf, so  nimmt  er  pro  Jahr  netto  ca.  2,2 GtC auf.  Die Aufnahme von CO2 findet über die ozeanische Deckschicht statt und wird angetrieben durch die Partialdruckdifferenz ∆pCO2 zwischen Ozean und Atmosphäre:

∆pCO2 = pCO2,W−pCO2,A

Der Fluss durch die Wasseroberfläche ist gegeben durch

F=k(v)•s(T,S)•∆pCO2

Dabei bezeichnet s(T,S) die Löslichkeit von CO2 im Wasser, die von der Salinität S und vor allem von der Temperatur T abhängt: Wärmeres Wasser kann weniger CO2 aufnehmen als kälteres Wasser. k(v) ist die Gasaustauschgeschwindigkeit und hängt unter anderem von der Windgeschwindigkeit ab. Der Ozean kann aber mehr CO2 aufnehmen, als durch die Löslichkeit allein möglich wäre, denn CO2 reagiert, anders als Sauerstoff zum Beispiel, mit Wasser:

Die physikalische Kohlenstoffpumpe, auch Löslichkeitspumpe genannt, beruht auf der thermohalinen Zirkulation im Ozean und der Abhängigkeit der Löslichkeit von CO2 von der Temperatur. In Schichten gleicher potentieller Dichte (Isopyknen) wird kohlenstoffreiches Wasser in das Ozeaninnere befördert, wobei geneigte und dicke Isopyknen vorteilhaft für dessen Abwärtstransport sind. Die potentielle Dichte (hier dimensionslos) ist definiert durch:

Hier ist Θ die potentielle Temperatur. Während in den tropischen und subtropischen Meeren die Ausgasung von CO2 in die Atmosphäre überwiegt, nehmen vor allem im Atlantik und im Gebiet des Antarktischen Zirkumpolarstroms die kalten, dichten Wassermassen viel CO2 aus der Atmosphäre auf und transportieren es in die Tiefe und in Richtung Äquator. Durch die langsame Umwälzung des Ozeans, die auf einer Zeitskala von bis zu 1000 Jahren geschieht, wird dem aufgenommenen Kohlenstoff zwar zum einen für lange Zeit der Kontakt mit der Atmosphäre verhindert.

Über den Zeitraum der letzten 160 Jahre, seit dem Ende der kleinen Eiszeit führte die erwärmende Temperaturveränderung der Ozeane zur erhöhten Ausgasung in den Tropen und Atlantik.

Vulkane und Unterseeschlote

Die Ausatemungen unseres Planeten können spektakulär offensichtlich sein. Das Feuerwerk ist jedoch nur ein Teil des Bildes. Wir wissen heute, dass das bei Vulkanausbrüchen freigesetzte CO2 nicht unbedeutend ist. Die wirklich wichtigen Emissionen werden verschwiegen. Die stillen, silbernen Federn, die sich derzeit über den rund 150 aktiven Vulkanen unseres Planeten in den Himmel schlängeln, tragen auch den Großteil des Kohlendioxids mit sich. Ihre Wutanfälle mögen ins Auge springen – aber zwischen den Wutanfällen verliert das ständige Atmen der Vulkane jährlich mehr als eine Viertelmilliarde Tonnen CO2.

Dabei sind Unterseeschlote, Verwerfungen, Tektonische Verschiebungen, Unterseevulkane noch nicht mal Ansatzweise berücksichtigt!

CO2 physikalisch und naturwissenschaftlich durchleuchtet - Was ist CO2 und wie wirkt es sich in der Natur und im Blut aus?

 

Zusammengefasste physikalische Betrachtung des Spurengases CO2 unter dem Einfluss der IR-Strahlung in der Atmosphäre

Die Die Form von O-C-O erlaubt nur 2 Haupt-Bindungsdehnungs-, 1 Biege- und 1 Rotationsmodi, die zu einer Infrarotabsorption führen. CO2 absorbiert bei λ = 15 μm und λ = 4.25 Infrarotwärme. Die stärkeren Linien bei λ = 4.25 μm, u = 11,75, erfahren eine 100-mal kleinere Überlappung zur schwarzen Körper Strahlung, als die Linien nahe 15 μm. Dementsprechend kann dieses Band nur einen kleinen Beitrag zur absorbierten Energie leisten.

Die Absorptionswahrscheinlichkeit und damit die Absorbtion einer spezifischen Linie ist proportional zum Produkt pv(j) (1 – pc(j)). Die Boltzmann-Statistik bestimmt die Besetzungswahrscheinlichkeit 7, pv, c (j) = exp (- Ev, c (j) / kBT).

Nach einem Absorptionsereignis befindet sich das CO2-Molekül in einem angeregten Zustand mit einer geschätzten Lebensdauer, τrad = (uj / ∆uj)2 / ν ≈ 6μs 6μs für die 15 μm Linie. Dies entspricht der spontanen Strahlungszerfallsrate, Rrad = 1,7x10hoch5 s-1. Kollisionen mit den dominanten Gasen der Atmosphäre führen zu einem nicht strahlenden Zerfall. Auf Meereshöhe und T = 288 K ist die Kollisionsrate aller Gasmoleküle etwa umgekehrt zur mittleren freien Zeit zwischen den Kollisionen. Sein Wert ist 7 x 10hoch9 s-1. Die aktuelle CO2-Konzentration beträgt cco2 = 400 ppm. Dies führt zu einer nicht strahlenden Kollisionsrate mit dem CO2 Rnon = 28 x 10hoch5 s-1. Die Chancen der Strahlungsemission in dieser Situation sind durch Rrad / (Rrad + Rnon) ≈ 0.06 gegeben. In der Troposphäre, in der der größte Teil der Absorption stattfindet, erwärmt der größte Teil der vom CO2 aufgenommenen Energie die dominanten atmosphärischen Gase. Dies ist jedoch in der Stratosphäre und noch höheren Ebenen nicht mehr der Fall, wo die Kollisionsrate dramatisch abnimmt.

Die Atmosphäre weist eine starke Druck- und Temperaturabhängigkeit bei der Höhe über dem Meeresspiegel auf. Die Absorptions-Festigkeit hängt stark von der daraus resultierenden großen CO2-Konzentrationsschwankung ab. Zunächst betrachten wir eine isotherme Atmosphäre von T = 288 K mit einer exponentiellen barometrischen Druckabhängigkeit. Die charakteristische barometrische Höhe, bei der der Druck im Vergleich zum Meeresspiegel auf 1 / e fällt, ist x0= 7996 m hoch9. Die Annahme einer konstanten Temperatur ist erfahrungswidrig. Es neigt dazu, die Absorption zu überschätzen, da die Temperatur für alle x < 12 km sinkt. Reduzierte Temperaturen implizieren eine geringere Wahrscheinlichkeit für den Grundzustand und eine geringere Absorption. Zweitens beinhalten die halben Breiten der Absorptionslinien Kollisionen und Dopplerverschiebungen. Diese Werte werden auch bei hohen atmosphärischen Werten reduziert. Diese Tatsache führt wiederum zu einer leichten Überschätzung der Absorption. Wir nähern die CO2-Absorption für eine bestimmte Linie an durch

α(x, uj) = α0(uj) exp(– x / x0),

IR-Absorptions- und Rückstrahleffekt (Photonenrecykling) kann vernachlässigt werden.

Den etwas umfangreicheren Berechnungsteil habe ich an dieser Stelle übersprungen.

Ich habe ∆Fmax und ∆Tmax für vier Konzentrationen berechnet, nämlich 400 ppm, 800 ppm, 2000 ppm und 4000 ppm. Sie können sehr genau mit logarithmischer Konzentrationsabhängigkeiten ausgestattet werden. Wir erhalten die folgenden Ausdrücke für ∆Fmax / Wm-2 und ∆Tmax / K, wenn wir cco2 in ppm messen und auf 400 ppm normieren.

∆Fmax = 1.881 loge (cco2 / 400),

und

∆Tmax = 0,347 Loge (cco2 / 400).

Eine Verdoppelung des derzeitigen cco2-Wertes führt zu ∆T < 0,24 K. Der zehnfache Wert von cco2 ergibt ∆T < 0,80 K. Diese moderaten Temperaturanstiege sind überhaupt nicht kritisch. Betrachtet man die stetige Sättigung, welche durch solare Einstrahlungen seit bestehen der Erdgeschichte bestehen, reduziert sich der Erwärmungsfaktor von 0.24k um 90%.

 

Zitat von centil am 5. Dezember 2019, 21:30 Uhr

Beim Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche sind zwei grundsätzlich verschiedene Austauschmechanismen beteiligt.
Wärmeaustausch via Konvektion:
Die Wärme wird durch Stöße von Molekülen untereinander übertragen. Je schneller sich die Moleküle bewegen, desto mehr Energie, sprich Wärme kann übertragen werden, desto wärmer ist die Umgebungsluft. Die Art der Gasmoleküle ist dabei beliebig, d. h. Konvektionswärme kann von Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf, Argon, Kohlendioxid, Methan, flüchtigen Kohlenwasserstoffen und anderen Gasen in der Atmosphäre übertragen werden. Konvektionswärme kann in der Gesamtbilanz nur von warm nach kalt fließen (2. Hauptsatz der Thermodynamik), da die Temperatur der Atmosphäre von unten nach oben abnimmt, kann keine Konvektionswärme aus der kalten Atmosphäre wieder zurück Richtung Erdoberfläche fließen und die Erdoberfläche erwärmen oder für eine verzögerte Wärmeabgabe verantwortlich sein. Dieser Mechanismus scheidet für eine Wärmeübertragung von der Atmosphäre in Richtung Erdoberfläche aus.

Wärmeaustausch via Infrarotstrahlung:
Infrarot (IR)-Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, für deren Absorption und Emission bestimmte Voraussetzungen gelten. Ein Gasmolekül muss zwingend entweder ein permanentes oder ein sich während der Molekülschwingung veränderndes Dipolmoment aufweisen. Stickstoff, Sauerstoff und Argon haben weder ein permanentes noch ein sich während der Molekülschwingung veränderndes Dipolmoment, sie können daher Infrarotstrahlung weder absorbieren noch emittieren.

Bei der Absorption von Infrarotstrahlung geht das Molekül vom Grundzustand in einen angeregten Schwingungszustand über, bei der Emission von Infrarotstrahlung geht das Molekül vom angeregten Schwingungszustand in der Grundzustand zurück und die überschüssige Energie wird dabei als IR-Photon abgestrahlt.
Kohlendioxid ist ein Molekül aus einem Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatomen die linear und symmetrisch angeordnet sind. Es besitzt daher kein permanentes Dipolmoment. Da sich das Dipolmoment während einer asymmetrischen Schwingung verändert, kann Kohlendioxid Infrarotstrahlung absorbieren und sie wieder emittieren. Kohlendioxid besitzt ausschließlich zwei Absorptionsbanden, die von zwei energiegleichen asymmetrischen Schwingungen (2350 cm-1) und einer Beugeschwingung (670 cm-1) her rühren. Höher angeregte Zustände sind beim Kohlendioxid bei den atmosphärischen Temperaturen nicht besetzt.

Da alle Kohlendioxidmoleküle (analoges gilt für Wasser) gleich aufgebaut sind erhält man für alle Kohlendioxidmoleküle auch die gleichen Absorptions/Emissions Wellenlängen und nicht etwa ein kontinuierliches Spektrum der Infrarotstrahlung.
Aufgrund der von der Erdoberfläche abgestrahlten und der dann vom „anthropogenen Kohlendioxid“ zurück gestrahlten Infrarotstrahlung soll es nach Meinung einiger „Klimaforscher“ (z.B. im IPCC und im PIK) zu einer steigenden Erwärmung der Erdoberfläche kommen.

Jedoch kann ein Molekül Infrarotstrahlung nur bei der Wellenlänge emittieren, deren Wellenlänge es absorbieren kann (analog einem Rundfunksender und Empfänger deren Frequenzen ebenfalls aufeinander abgestimmt sein müssen. Liegen die Frequenzen auch nur minimal auseinander, dann ist kein Radioempfang möglich). Dieses grundlegende physikalisch-chemische Sender/Empfänger Prinzip stellt die Schlüsselrolle des Wärmeaustausches zwischen der Atmosphäre und der Erdoberfläche dar. Kohlendioxid in der Erdatmosphäre kann also nicht eine x-beliebige Wärmestrahlung, die von der Erdoberfläche abgestrahlt wird absorbieren und wieder Richtung Erde emittieren und umgekehrt kann nicht jedes Molekül auf der Erdoberfläche von der durch Kohlendioxid emittierten Infrarotstrahlung erwärmt werden, weil es diese aufgrund seiner ihm eigenen Moleküleigenschaften gar nicht absorbieren kann. Trifft also das IR-Photon des Kohlendioxids auf einen Stoff, der bei dieser Frequenz nicht absorbiert, kann dieser Stoff auch nicht durch Kohlendioxid erwärmt werden.

Kohlendioxid absorbiert und emittiert bei 2350 cm-1 und 670 cm-1 und Wasser bei 3400 cm-1, 1650 cm-1 und 730 cm-1. Dies bedeutet nichts anderes, als dass Wasser und Kohlendioxid nur in einem sehr schmalen Bereich Wärmestrahlung austauschen können. Insbesondere führen die starken Absorptionen bei 2350 cm-1 (Kohlendioxid) und 3800 cm-1/1650 cm-1 (Wasser) zu keinerlei Wärmeaustausch zwischen diesen beiden Medien und es gibt somit kein „Wärme-Pingpong“ zwischen diesen beiden Akteuren, das zu einer verzögerten Wärmeabgabe führen würde, wie dies oft behauptet wird. Oder einfach gesagt, das Kohlendioxid in der Atmosphäre lässt den Ozean völlig kalt.

Bei 670 cm-1 überlappen die Absorptionen von Wasser und Kohlendioxid zwar, ein Hin und Her an Wärme wäre denkbar. Allerdings ist sehr viel mehr Wasser in der Atmosphäre (ca. 50-100 Mal mehr) als Kohlendioxid. Um hier noch den Beitrag des Kohlendioxids herauszurechnen muss man also äußerst exakt messen. Und selbst wenn es gelänge, was würde man mit einem Ergebnis anfangen, bei dem der Kohlendioxidbeitrag nur noch die alleroberste Spitze des i-Tüpfelchens darstellt? Es ist also nicht so, dass ausgerechnet das „anthropogene Kohlendioxid“ quasi eine Lücke verstopft und die Abstrahlung von Wärme verhindert.
Hingegen wäre natürlich der Wärmeaustausch via Infrarotstrahlung zwischen Wassertropfen in der Atmosphäre und Wasser im Ozean denkbar, denn hier passen die Wellenlängen bei allen Absorptionsbändern exakt aufeinander. Wenn die vom Wasserdampf der Atmosphäre zurück gestrahlten IR-Photonen vom Wasser im Ozean wieder absorbiert werden, wird Wärme in den Ozean zurück transportiert. Diese Wärme wurde jedoch zuvor beim Abstrahlen des IR-Photons aus dem Ozean entnommen, so dass sich in der Gesamtbilanz keine Erwärmung ergeben kann! Weiterhin wird Infrarotstrahlung radial, das heißt in alle Richtungen abgestrahlt (und nicht etwa nur in Richtung der Erdoberfläche) die Hälfte der IR-Photonen verschwindet also auf Nimmerwiedersehen ins Weltall, was zu einer Abkühlung führt.
Hingegen haben das Edelgas Argon sowie Stickstoff und Sauerstoff nicht die Fähigkeit Wärme in das Weltall abzustrahlen.
Kohlendioxid ist also aufgrund seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften tatsächlich nicht in der Lage, die Erde durch ein Hin und Her der Wärmestrahlung zu erwärmen, wie es von manchen sogenannten Klimaexperten gebetsmühlenartig behauptet wird. Solange es auf der Erde keine oder nur geringfügig Medien gibt, die bei Wellenlängen von 2350 cm-1 oder 670 cm-1 (Kohlendioxid) IR-Photonen absorbieren, spielt es überhaupt keine Rolle wie hoch die CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre sind; sie sind nicht im Stande, die Erdoberfläche zu erwärmen. Es ist doch sehr auffällig, dass in der Politik oder von sogenannten Aktivisten immer nur behauptet wird, die Erwärmung würde am anthropogenen Kohlendioxidausstoß liegen, aber nie jemand auch nur im Ansatz die physikalisch-chemischen Vorgänge dazu erläutert.

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