Kritische Analyse zur globalen Klimatheorie (eBook)
200 Seiten
tredition (Verlag)
978-3-347-24750-5 (ISBN)
Ich veröffentliche unter dem Namen A. Agerius.
Ich veröffentliche unter dem Namen A. Agerius.
1. Grundlegende Begriffe und physikalische, thermodynamische Effekte
Da die nachfolgenden Betrachtungen Begriffe der Physik und der Thermodynamik verwenden, werden diese in Kapitel 1 kurz erläutert.
1.1 Treibhauseffekt
Die Verwendung des Wortes „Treibhaus“ soll den Erwärmungseffekt der Atmosphäre durch Sonnenlicht bildhaft beschreiben. Hierbei werden die Sonneneinstrahlung und die Energieeinstrahlung auf die optisch transparente Atmosphäre mit der Energieeinstrahlung auf durchsichtiges Fensterglas eines Gärtnergewächshauses verglichen. „Es ist nicht die ‚eingefangene’ Infrarot-Strahlung, welche die Erwärmungsphänomene in echten Treibhäusern erklärt, sondern die Unterdrückung der Luftkühlung.“.8
Einen physikalischen Ursache-Wirkungszusammenhang von globaler Temperaturerhöhung und CO2 formulierte Svante Arrhenius, basierend auf Gedanken von Jean Baptiste Fourier. Bruce R. Barkstorm transformierte diesen Mechanismus auf seine Auslegung von Daten des ERBS-Satelliten. Beim Bau des Satelliten war er Teamleiter. Im Mai 1989 veröffentlichte er mit zwei Kollegen die Theorie des atmosphärischen Treibhauseffektes von 33 K.9 Die Wissenschaftler J. T. Kiel und Kevin E. Trenberth übernahmen den Modellansatz von Barkstorm und Kollegen in der Studie KT97.
1.2 Energiestrom, Leistung
„Will man angeben, in welcher Zeit ein bestimmter Energiebetrag ausgetauscht wird, d. h. eine bestimmte Arbeit verrichtet wird, so bedient man sich des Begriffes Energiestrom oder Leistung: Formelbuchstabe P; Definition: Energiestrom = Leistung […]; Einheit der Leistung: Im Internationalen Einheitensystem 1Joule / ISekunde = 1 Watt“. 10 Ferner: „Die auf die Empfängerfläche bezogene zu gestrahlte Leistung nennt man Bestrahlungsstärke.“11 „Die Sonne strahlt ständig eine Leistung von 3,7 x 1026 Watt ab. Ein sehr kleiner Teil trifft auf die Erde. Die je Fläche auftreffende Leistung wird ausgedrückt durch die Solarkonstante: Solarkonstante = 1.37 KW/m2.“12 Aufgrund obiger Definitionen ist die Leistung der Sonne in Watt oder Joule/Sekunde mit einem Energiestrom physikalisch gleichzusetzen. Der flächenbezogene Wert, der Energiestrom pro Fläche, als Energiestrom in Watt je m2 (ist gleich Bestrahlungsstärke bzw. Strahlungsflussdichte in W/m2) – wird vereinfacht nur als „Strahlung“ – bezeichnet.
1.3 Konvektion oder Sensible Heat (SH)
Die Konvektion wird auch als Sensible Heat bezeichnet, hier mit „SH“ abgekürzt. Es ist die mit dem Thermometer in Gasen und Flüssigkeiten messbare, fühlbare Wärme, z. B. auch der Wärmetransport durch turbulente Luftbewegungen (Konvektion 13). „Definition: Die in Flüssigkeiten und Gasen durch Temperatur- und damit Dichteunterschiede verursachte Strömung heißt freie Konvektion. Dabei wird Energie transportiert …“.14 Konvektion ist keine Strahlung.
1.4 Wärmeleitung
In der Physik wird unter Wärmeleitung der Wärmefluss in oder zwischen einem Feststoff, einem Fluid oder einem Gas infolge eines Temperaturunterschiedes verstanden. Ein Maß für die Wärmeleitung in einem bestimmten Stoff ist die Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit verhält sich analog zur elektrischen Leitfähigkeit. 15 Die besten Wärmeleiter sind Metalle, z. B. Gold, die schlechtesten sind Gase, wenn ihre Konvektion behindert wird, wie z. B. in Styropor. „Da die Energieübertragung zwischen den Molekülen aller Stoffe möglich ist, tritt Wärmeleitung auch in allen Aggregatszuständen auf.“16
1.5 Wärmetransport durch Strahlung
Definition: „Den Wärmeaustausch, der auch stattfindet, wenn mangels stofflicher Verbindung keine Wärmeleitung oder Konvektion zwischen den Körpern auftreten kann, nennt man Wärmetransport durch Strahlung. Jeder Körper strahlt, und zwar umso stärker, je höher seine Temperatur ist.“17 „Elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 3 x 10 E11 Hz bis 3,8 x 10 E 14 Hz (Wellenlängenbereich 1 mm bis 790 nm) nennt man Infrarotstrahlung, gelegentlich auch ‚Wärmestrahlen’. Ihre Erzeugung durch Temperaturstrahler wird, z. B. durch sog. schwarze Körper, beschrieben.“18
1.6 Latent Heat (LH) und Umwandlungsenthalpie
Als latent heat (latente Wärme („latens“ lat. für „verborgen“)) - hier mit LH abgekürzt - bezeichnet man vorwiegend in der Meteorologie und der Versorgungstechnik die bei einem Phasenübergang erster Ordnung aufgenommene oder abgegebene Enthalpie in der Einheit Joule. Der Begriff der latenten Wärme ist aus thermodynamischer Sicht inkorrekt, da die Wärme eine Energie und keine Enthalpie ist, also für Prozesse bei konstantem Volumen des Stoffs definiert wäre. Der richtige Fachbegriff lautet Umwandlungsenthalpie, da die Phasenübergänge isotherm sind und bei einem konstanten Umgebungsdruck ablaufen. Je nach Art des Phasenübergangs wird z. B. zwischen Sublimations-, Schmelz-, Verdampfungs- oder Kondensationsenthalpie unterschieden.19
1.7 Erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
„Der erste Hauptsatz […] ist einer der Grundpfeiler der gesamten Physik. Seine Aufstellung war für die Entwicklung der Physik, der Chemie und der gesamten Technik von entscheidender Bedeutung. Der Energiesatz sagt aus, dass bei Energieumwandlungen keine Energie verlorengeht.“20 „In einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Energien konstant. Daraus folgt, dass Energie weder aus dem Nichts entstehen noch vernichtet werden kann.“21 (Erster Hauptsatz)
„Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre: Es gibt keine periodisch arbeitende Maschine, die mechanische Arbeit allein durch Abkühlung eines Energiespeichers erzeugt.“22
Dieser Satz lässt sich im Folgenden besser veranschaulichen: In Ihrer Küche mit einem schwarzen Ceranfeld richten Sie einen Metalltopf her mit etwas kaltem Wasser (ca. 15 °C) und einem Thermometer. Erhitzen Sie nun das schwarze Ceranfeld Ihres Herdes, bis es rot glüht. Dann drehen Sie den Herd ab und stellen erst jetzt den Metalltopf mit dem 15 °C kaltem Wasser darauf. Was passiert nicht? Das Wasser im Topf wird von selbst nicht noch kälter und das Ceranfeld beginnt nicht von selbst wieder zu glühen. Was passiert also? Das Ceranfeld wird schwarz und das Wasser im Topf wird wärmer, was Sie messen können. Das 15 °C kalte Wasser im Topf und das abgeschaltete Kochfeld stellen in diesem Modell ein geschlossenes System dar, weil Sie durch Ausschalten des Herdes keine weitere Energie zuführen.
Der zweite Hauptsatz sagt, dass Wärme in einem geschlossenen System von warm nach kalt fließt und nicht umgekehrt. Soll Wärme von kalt nach warm fließen, muss dem geschlossenen System zusätzliche Energie zugeführt werden. Ihre Butter bleibt im Kühlschrank kalt, weil über den zugeführten Strom der Steckdose Energie dem Kühlschrank zugeführt wird. Diese zusätzliche Energie bewirkt die Kälte im Kühlschrank und die Wärme an den rückwertigen Lamellen. Schalten Sie die Energiezufuhr ab, weil Sie in den Urlaub fahren und aus Versehen alle Sicherungen ausschalten, nimmt der geschlossene Kühlschrank dann langsam über Tage über alle Prozesse des Wärmetransportes hinweg die Raumtemperatur wieder an. Die Butter wird dann warm und weich.
Wenn ein Modell geschlossen ist, darf keine zusätzliche Energie zu der bereits eingeschlossenen hinzugefügt werden. In einem solchen geschlossenen thermodynamischen Modell, das in sich in einem Gleichgewichtszustand ruht, kann kein Wärmestrom aus sich selbst heraus von kalt nach warm fließen und damit das Warme wärmer und das Kalte noch kälter machen. Genau das beschreibt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.
1.8 Absorption
Die Erdoberfläche und die Moleküle der Atmosphäre nehmen Strahlungsanteile der Sonne als Energiefluss in W/m2 für bestimmte Wellenlängen auf. Wenn die Energie oder Anteile davon wieder abgegeben werden, erfolgt dies, je nach Stoff, in unterschiedlichen Anteilen von Strahlung oder Konvektion oder Wärmeleitung.
1.9 Modellbildung
Was ist für ein physikalisches Modell bzw. für ein Klimamodell wichtig? Die Modelle müssen die allgemeingültigen Gesetze der Physik einhalten, sonst kann man keine physikalische Aussage treffen oder etwas beweisen. Wie arbeitet ein Klima-Budget-Modell? Wenn eine Bilanzrechnung oder Budgetrechnung ausgeglichen...
| Erscheint lt. Verlag | 23.2.2021 |
|---|---|
| Verlagsort | Ahrensburg |
| Sprache | deutsch |
| Themenwelt | Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft |
| Technik | |
| Schlagworte | Albedo • Earth´s Annual Global Mean Energy Budget • Falsifizierung atmosphärischer Treibhauseffekt • Geologie • Geophysik • Ingenieurwissenschaften & Technik (Bücher) • Klima • KT97 • Meteorologie • Öko-Politik • Prognose Globaltemperatur • Snowball Theory • Treibhauseffekt • Umweltingenieurwissenschaften • Umweltpolitik |
| ISBN-10 | 3-347-24750-7 / 3347247507 |
| ISBN-13 | 978-3-347-24750-5 / 9783347247505 |
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