Der Einfluss des Menschen auf das Klima der Erde:

Wasser anstelle von Kohlenstoffdioxid!


(1) Bei aller Anerkenntnis der wissenschaftlichen Leistungen von Schwarzschild ist es nicht zielführend, sich hinsichtlich  der Sonnenatmosphäre allein auf ihn mit einer Arbeit aus dem Jahr 1906 zu berufen. Zumindest, was die entscheidenden physikalischen Grundlagen der Sonne anbelangt, die auch den solaren Wärmetransport in der Atmosphäre mit bestimmen, war 1906 noch nichts bekannt. Unterhalb der strahlenden Oberfläche der Sonne befindet sich - unbestritten - die konvektive Wärmetransportzone der Sonne. Sie lässt keine Strahlung aus tieferen Atmosphärenbereichen durch. Strahlungsquanten werden dort vollständig absorbiert. Ursache dafür ist das Vorhandensein von Atomen mit einer höheren Metallizität, als sie Wasserstoff und Helium haben, und die aus nuklearen Prozessen stammen. Sie verfügen bei den aktuellen Temperaturen über unvollständige Elektronenhüllen, die in der Lage sind, Strahlungsquanten zu absorbieren.
Analog verhalten sich die Atmosphären der Planeten Venus und Erde, auch wenn sie total andere Ursachen dafür haben, dass die Atmosphären beider Planeten unterhalb ihrer atmosphärischen Abstrahlungszone jeweils auch eine konvektive Wärmetransportzone besitzen. Bei der Venus ist es das Kohlenstoffdioxid, das in sehr großer Dichte vorhanden ist und jegliche Bodenabstrahlung absorbiert. Bei der Erde ist es der Flüssigwassergehalt, der - außerhalb des IR-Strahlungsfensters - die gesamte IR-Bodenstrahlung absorbiert.
Allen drei Himmelskörpern ist somit eigen, dass die Abstrahlung aus der oberen Atmosphäre nur über eine konvektive Wärmetransportzone erfolgt, die die Wärmeabfuhr von unten auf dem Strahlungsweg unterbricht. Damit gibt es - mit Ausnahme des IR-Strahlungsfensters der Erde - keine Möglichkeit, dass die Wärmeabfuhr von unten (der Wärmeentstehung) nach oben (der Abstrahlungszone) direkt und ausschließlich über Strahlung erfolgt.
(2) In konsequenter Fortsetzung des o. g. Denkansatzes gebe ich zu bedenken:
Wenn in der Atmosphäre eines Himmelskörpers die Wärmeabfuhr mittels Strahlung unterbrochen und - infolge vollständiger Strahlungsabsorption - durch Konvektion ersetzt wird, gibt es selbstverständlich auch keine Gegenstrahlung. Bezogen auf die Erde heißt das, dass von oberhalb der Strahlungsbarriere in Form von Haufenwolken keine Gegenstrahlung die Erdoberfläche erreichen kann, also auch nicht aus dem Höhenbereich, aus dem vorwiegend das Kohlenstoffdioxid heraus strahlt. Damit wird zwangsläufig ein klassischer Treibhauseffekt, der die Erdoberfläche zusätzlich zur Sonnenstrahlung radiativ aufwärmen könnte, obsolet.
Heißt das jedoch automatisch, dass es keinen anthropogenen Einfluss auf das Klima der Erde geben kann?
Mitnichten.
Auf jeden Fall muss die Materie, die im Rahmen der Konvektion in der Atmosphäre nach oben getragen wird, wieder aus der Atmosphäre entfernt und zum Erdboden zurückgeführt werden. Nach der Strahlungsabkühlung oben in der Troposphäre erfolgt auf adiabatischem Weg die Rückführung der abgekühlten Luft zurück zur Erdoberfläche, wo sie erneut auf den Boden eingestrahlte Sonnenwärme aufnehmen kann. Speziell die in die Atmosphäre eingetragene und nach oben geführte Feuchtigkeit wird auf materie-gebundenem Weg, in Form von flüssigen und festen Niederschlägen, wieder zum Boden zurückgeführt. Dieser zuletzt genannte Wasserkreislauf bildet die einzige Möglichkeit, mit der der Mensch das Klima beeinflussen kann. Und das hat er schon seit sehr langer Zeit, nämlich bereits nach Ende der letzten (natürlichen) Eiszeit getan.
Wie könnte der Mensch den Wasserkreislauf der Erde beeinflussen? Prinzipiell  dadurch, dass er durch seine Wirtschaftstätigkeit mehr Wasser in die Atmosphäre einträgt, als es allein die Sonnenstrahlung zu tun vermag. Diesen zusätzlichen Wassereintrag hat der Mensch schon vor tausenden von Jahren - durch die umfassende Waldrodung (enschließlich der Holzverbrennung bzw. -verrottung; Schwendwirtschaft) - besorgt - und in besonderem Maße mit der Industrialisierung fortgesetzt und verstärkt. Wenn fortwährend auf diese Weise im Mittel mehr Wasser in die Atmosphäre gelangt, als aus ihr ausgetragen wird, dann reichert sich der Wasser- und der Energiegehalt der Atmosphäre an. Damit wird dann nicht nur der natürliche Trend zur Abkühlung nach der letzten Eiszeit kompensiert, sondern es kann sogar eine Klimaerwärmung erfolgen.
 
Es ist leicht einsichtig, dass eine anthropogene Klimabeeinflussung über das Wasser ganz andere Gegen-Maßnahmen erfordert als eine solche über das Kohlenstoffdioxid. Zum Beispiel dürfte die Energiewirtschaft nicht auf Rohstoffe umgestellt werden, die einen höheren Wassereintrag in die Atmosphäre  fördern, wie das Erdgas.

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Literatur: Brune, Physikalische Klimamodelle, Leipzig, 2014.