Das neue Klimabuch 2011 - das Ende der wissenschaftlichen Irrfahrt in der Klimaphysik?:

Klimaphysik. Strahlung und Materieströme

Dr. Wolfgang Brune

Klimaphysik
[Climate Physics]

Strahlung und Materieströme

 
     

Herbst 2011

im Leipziger Wissenschaftsverlag EAGLE

EAGLE 034. ISBN 978-3-937219-34-9.

Ohne etwa die Strahlungseigenschaften des CO2-Moleküls in Frage zu stellen, weist der Autor nach, dass mit dem anthropogenen Eintrag von CO2 in die Atmosphäre kein zusätzlicher Erwärmungseffekt für die Erdoberfläche verbunden ist.
Der größte Teil der CO2-Moleküle kann nämlich gar keine Wärmestrahlung des Erdbodens absorbieren, weil diese vorher durch die atmosphärische Gegenstrahlung aus den untersten Luftschichten energetisch "neutralisiert" wurde - mit Ausnahme des infraroten Strahlungsfensters. (Außerhalb des IR-Strahlungsfensters verhält sich die Atmosphäre gegen Bodenwärmestrahlung opak.)
Statt durch Strahlung tritt die Wärme des solar beheizten Bodens auf konvektivem Wege (als fühlbare und als latente Wärme) in die Atmosphäre ein. Und die Atmosphäre reagiert sehr wohl auf den Eintrag in sie, jedoch über das mit dem Eintrag verbundene Wasser und nicht über das CO2.
S. a. Bemerkung zu W.J., November 2014.
Inhaltsverzeichnis Vorwort Kurze Zusammenfassung
Die im Buch behandelten  hauptsächlichen Innovationspunkte sind:
*die Zuweisung der Netto-Bodenstrahlung den Wellenlängen des IR-Strahlungsfensters (63 W/m² bei global klarem Himmel)
*die Einführung eines Unterrands der Atmosphäre in das Modell mit einer Effektivtemperatur von etwa 277 K, von der aus die atmosphärische Gegenstrahlung in Richtung Erdboden emittiert wird;
damit bilden untere Atmosphäre und Erdboden ein System zweier plan-paralleler  Wärmestrahler, die gegeneinander mit etwa gleicher Intensität von 333 W/m² strahlen (Boden  außerhalb des IR-Strahlungsfensters: 396 W/m² - 63 W/m² = 333 W/m²; untere Atmosphäre: 333 W/m²);
es wird auf diese Weise weder die Oberfläche noch die untere Atmosphäre aufgewärmt oder abgekühlt, weil die durch Absorption von Strahlung übertragenen Wärmemengen bei beiden Emittern gleich sind
*bei der Strahlungsabsorption in der dichten unteren Atmosphäre überwiegt die Partikelkollision gegenüber der Strahlungs-Reemission, so dass sich die absorbierte Strahlungsenergie vom Boden vorrangig in Wärmebewegung umwandelt und sich dabei auf die in der unteren Atmosphäre durch Wasserdampf-Kondensation entstehenden "Flüssigwasserkörper" (Wolken, Nebel, Dunst usw.) überträgt, die ihrerseits zum Hauptträger der atmosphärischen Gegenstrahlung werden
*die effektive Abstrahlungstemperatur des Systems Erde/Atmosphäre ins All (und damit die Abstrahlungshöhe) ist  - ebenso wie der Temperaturgradient - abhängig vom Wassergehalt der Troposphäre
*das mathematische Produkt aus Temperaturgradient und effektiver Abstrahlungshöhe ist - in den Grenzen einer annähernd linearen Abhängigkeit von mittlerem Wassergehalt und mittlerer Globaltemperatur an der Erdoberfläche - eine konstante Klimagröße und beträgt für die Erde etwa 33,8 K
*der mittlere Temperaturgradient in der Atmosphäre entsteht durch das adiabatische Aufsteigen von vielen  Luftpaketen; die Wärme wird von der Oberfläche durch materie-gebundene Wärmeströme in die Atmosphäre eingetragen, nicht auf dem Strahlungsweg; für Bodenwärmestrahlung ist die Atmosphäre - außerhalb des IR-Strahlungsfensters - opak (daher kann zum Beispiel ein Mehr an CO2 auch nicht mehr Bodenstrahlung absorbieren, im Unterschied zum Wasser: ein Mehr an Wassergehalt in der Atmosphäre verändert automatisch den Temperaturgradienten, die effektive Abstrahlungshöhe, die Wolkenbildung und die optische Tiefe)
*die sehr lang anhaltende Zufuhr bzw. Abfuhr von geringen Wasserdampfmengen kann die beobachteten mittleren Temperaturen der Erdoberfläche in den Warm- bzw. Kaltzeiten des Pleistozäns erklären
*die langanhaltende globale Entwaldung nach dem Ende des Pleistozäns - mit Herausbildung von Sesshaftigkeit und Landwirtschaft - war die erste erfolgreiche klimatologische Geoengineering-Maßnahme auf der Erde

                                            
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