Kaum Erderwärmung durch noch mehr CO2

Politik und NGOs werden noch schlimmere Szenarien zum Klima auspacken. Ein bekannter Physiker hat nun errechnet, dass zusätzliches CO2 kaum weitere Erwärmung verursachen wird.

Jeder Gegenstand strahlt permanent Energie ab; er glüht gewissermaßen, auch wenn wir das nicht immer sehen. Das „Licht“, welches der Körper von sich gibt, ist für unsere Augen nicht wahrnehmbar. Erst wenn wir den Gegenstand auf circa 500°C erhitzen, dann sehen wir ein rötliches Leuchten. Ab jetzt beinhaltet seine Strahlung auch Wellenlängen, für die unsere Augen gebaut sind, und erst einmal ist das rot. Die längerwellige, unsichtbare Strahlung, die vorher schon üppig da war, wird als Infrarot bezeichnet, sozusagen „Unter-Rot“.

Der alte weiße Mann Max Planck hat sich über diese Verteilung der Wellenlängen den Kopf zerbrochen und bekam dafür 1918 den Nobelpreis; nebenher trat er dabei auch die Entwicklung der Quantenphysik los.

Während unser Gegenstand also vor sich hin strahlt, verliert er Energie, und zwar umso mehr, je heißer er ist; das heißt, er kühlt sich ab. Wie kalt würde er, wenn er ganz alleine für sich im Vakuum des Weltalls unterwegs wäre? Er würde sich langsam, aber sicher dem absoluten Nullpunkt nähern, das sind -273°C.

Das freundliche Zentralgestirn

Aber Moment, wir sitzen doch alle auf einer Kugel, die durchs Vakuum des Weltraums fliegt und per Infrarot jede Menge Energie abstrahlt – und diese Kugel wird keineswegs kälter! Im Gegenteil; uns wird doch laufend gepredigt, dass diese sich über alle Maßen erwärmen wird, wenn wir nicht sofort aufs Lastenfahrrad umsteigen und unsere Flugreisen stornieren.

Der Grund ist: Wir sind nicht mutterseelenallein im All. Da ist die liebe Sonne, die uns zuverlässig mit ihrer freundlichen Strahlung verwöhnt. Sie führt uns großzügig Wärme zu, die genau so bemessen ist, dass die von der Erde in Form infraroter Strahlung abgegebene Energie andauernd ersetzt wird.

Das ist nun wirklich rücksichtsvoll von der Sonne, oder? Nun, die Erde hilft dabei mit. Würde die Sonne uns weniger Energie spenden, dann würde auch die Erde ihre eigene Strahlung reduzieren, bis wieder Gleichgewicht herrscht; sie würde einfach ihre Temperatur herunterdrehen.

Also, und das ist wichtig: die mittlere Temperatur der Erde wird sich immer so einpendeln, dass die abgestrahlte Energie auf die Dauer gleich der von der Sonne empfangenen ist.

An der Temperatur braucht man nur ein kleines bisschen zu drehen und die Strahlung ändert sich gleich gewaltig. Würde die Erde nur von 15°C auf 5°C abkühlen, dann ginge die abgestrahlte Energie um 20 Prozent zurück. Das ist eine ganze Menge.

Die Pandemie-freundlichen, kontaktlosen Fieberthermometer übrigens nutzen diese Temperatur-Sensibilität, um an der Infrarot-Strahlung unserer Haut den winzigen Unterschied zwischen 36 und 36,5°C zu erkennen. Die mathematische Beschreibung dafür ist, dass die Strahlungsleistung proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur ist.

Sie fragen, was das alles mit Klimawandel zu tun hat? Da geht es doch um CO2 & Co. Einverstanden, ich schlage vor, wir schauen uns das mal an.

Packman, der Photonenschreck

Wir hatten so salopp von der Infrarot-Strahlung gesprochen, die Energie von der Erde in den Weltraum trägt. Das ist aber nicht so einfach, denn die Strahlen müssen sich ihren Weg erst durch diverse Luftschichten bahnen, vorbei an Molekülen unterschiedlichster Bauart. Die meisten dieser Moleküle sind harmlos, aber unter ein paar Tausend ist auch eines vom Typ „Packman“; das schnappt sich ein Lichtteilchen, ein sogenanntes Photon, so wie sich der gute alte Packman ein Pixel schnappte.

Unter den unendlich vielen verschiedenen Photonen, die vorbeirauschen, schnappen sich diese Moleküle nur solche, die eine ganz bestimmte Energie haben, das heißt, die zu einer ganz bestimmten Wellenlänge gehören. Nach einer kurzen Weile lassen sie das Photon dann wieder frei. Dieses fliegt ganz erlöst davon, mit Lichtgeschwindigkeit, aber in irgendeine Richtung – nicht unbedingt Richtung Weltraum. Und so wird ein gewisser Anteil dieser Photonen niemals seinen Weg ins All finden. Ihre Energie bleibt letztlich in der Atmosphäre hängen.

Napoleon hatte kein Problem

Die Packman-Moleküle, von denen wir hier sprechen, sind vom Typ CO2. Deren Konzentration ist seit vorindustrieller Zeit, etwa seit Napoleon, bis heute um 40 Prozent angestiegen: von 280 CO2-Molekülen unter einer Million Luftmolekülen auf gut 400. Eine plausible Erklärung dafür ist der Verbrauch fossiler Brennstoffe durch die Menschheit. Da wird Kohlenstoff, der seit Äonen unter Tage ruhte, an die Oberfläche gebracht und zu CO2 verbrannt, welches in die Luft entweicht.

Wenn nun die Energie, die wir laufend von der Sonne bekommen, nicht mehr so leicht ins All abgestrahlt werden kann wie früher, dann wird die Erde sich erwärmen, um mehr Photonen auf die Reise zu schicken. Sie wird sich so weit erwärmen, bis genügend Photonen an den Packman-Molekülen vorbei ihren Weg in den Weltraum finden und damit die Energiebilanz der Erde wieder ausgeglichen ist.

Das ist des Pudels Kern in Sachen Global Warming.

Der Temperaturanstieg betrug seit Napoleon circa 1,5°C, wobei die Zunahme in den vergangenen 50 Jahren stärker war. Und auch wenn diese Erwärmung wohl kaum von jemandem als Problem wahrgenommen wurde, so ist da die legitime Frage: Wie soll es weitergehen? Die Apokalyptiker der Klimaszene wissen natürlich, dass jedes zusätzliche Molekül CO2 in der Atmosphäre nur den Untergang bringen kann. Mathematische Betrachtungen aber zeigen, dass bereits heute vermutlich das Ende der Fahnenstange in Sachen Erwärmung durch CO2 erreicht ist.

Der Wald und die Bäume

Stellen Sie sich vor, jemand schießt mit einem Gewehr auf eine Baumgruppe. Da werden einige Kugeln in den Stämmen abgefangen und andere fliegen vorbei. Ein bestimmter Prozentsatz der abgefeuerten Geschosse wird also auf der anderen Seite herauskommen. Wenn Sie jetzt die Bäume immer dichter aufstellen, dann kommen irgendwann gar keine Kugeln mehr durch. Und wenn Sie jetzt die Dichte der Bäume weiter verdoppeln, dann ändert sich nichts mehr am Ergebnis: keine Kugel kommt mehr durch.

So ist das auch mit den Photonen (= Geschossen) und den CO2-Molekülen (= Bäumen). Die Konzentration von CO2 ist heute schon hoch genug, dass die Photonen aus dem besagten engen Energieband kaum noch durchkommen. Würde sich also die CO2-Konzentration von aktuell circa 400 ppm auf 800 ppm verdoppeln (auch dann hätten wir nicht einmal ein einziges CO2 unter tausend Luftmolekülen), dann hätte das auf die globale Temperatur kaum eine Auswirkung. Aber bevor wir bei den 800 ppm ankommen, würden uns vermutlich die fossilen Brennstoffe ausgehen.

Eine gute Nachricht, aber nicht für jeden

Dazu hat der Physiker William Happer genauere Rechnungen angestellt. Er ist ein renommierter Experte auf den Gebieten Atomphysik, Optik und Strahlung. Unter anderem erfand er den „Laser Guide Star“, ein Instrument, welches der Astronomie hilft, die Störungen ihrer Beobachtungen durch die Ablenkung des Lichtes in der Atmosphäre zu korrigieren.

Professor Happer hat also gerechnet und kam zu dem Ergebnis, dass die globale Temperatur ganz ohne CO2 (und andere Treibhausgase) bei neun Grad Celsius unter Null läge (hier sein Vortrag), weil die Abstrahlung ungehindert ins All ginge. Diesen Planeten Erde hätte es so vermutlich nie gegeben, ein Leben auf ihm wäre jedenfalls nicht möglich gewesen – aus diversen Gründen.

Die heutige mittlere Temperatur mit der aktuellen CO2-Konzentration ist 15°C, und würde sich die Konzentration verdoppeln, dann würde es nur um weniger als 1 Grad wärmer! Das ist doch eine gute Nachricht; nur ein Bruchteil von einem Grad ist also der Worst Case in Sachen Global Warming. Dafür ruinieren wir heute die Wirtschaft der westlichen Welt, dafür traumatisieren wir unsere Schulkinder, dafür verunstalten wir die Landschaft mit Windmühlen und Photovoltaik, dafür finanzieren wir einen milliardenschweren Klimazirkus.

Natürlich wird Happer vom Klima-Establishment angefeindet, und wie üblich kritisiert man ihn persönlich und nicht seine Forschung. Man wirft ihm vor, dass er die Regierungen Bush und Trump beraten hat. Und er sei kein Klimaforscher, sondern nur Physiker. Aber ich glaube, dass ein Physiker, der kein Diplom in Sachen Klima hat, wesentlich mehr zu dem Thema sagen kann als zertifizierte Klimaforscher, die nichts von Physik verstehen.

(Die hier wiedergegebenen Überlegungen beziehen sich auf ein Szenario, 

  • In dem man so etwas wie eine „mittlere Erdtemperatur“ T messen kann; 
  • Dass T in den vergangenen Jahrzehnten angestiegen ist;
  • Dass die Zunahme von CO2 in der Atmosphäre die wesentliche Ursache dafür ist.

Keine dieser Thesen ist aus wissenschaftlicher Sicht bewiesen, aber sie sind das Fundament, auf dem die heutige Klimapolitik aufbaut. Mein Artikel soll beschreiben, dass auch innerhalb dieses – keineswegs gesicherten – Szenarios die Prognose eines bedrohlichen Temperaturanstiegs alles andere als plausibel ist).

 

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Hans Hofmann-Reineckes Blog Think Again. Sein Bestseller „Grün und Dumm“ ist bei Amazon erhältlich.

Foto: Tomaschoff

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Leserpost

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A. Ostrovsky / 10.07.2021

Herr Hofmann-Reinecke, danke, dass Sie das Thema aufgreifen, das leider sowohl von den grünen Politikwissenschaft-Student*innen, als auch möglicherweise vom IPCC mit falschen Annahmen und falschen Modellen in den Wahnsinn geschoben wurde. Ich bin weitgehend bei Ihnen, aber nicht vollständig. Das CO2 ist nur eines der Treibhausgase. Die stärkere Erwärmung geht vom Wasserdampf aus, dann gibt es noch Ozon, den Sauerstoff selbst mit geringer Wirkung, Sickoxide und das Methan, Der zitierte Wissenschaftler hat vermutlich nur die Wirkung des CO2 berechnet, denn ohne alle Treibhausgase hätte die Erdoberfläche im Mittel nicht -9 Grad, sondern -16. Der gesamte Treibhauseffekt bewirkt eine Temperaturerhöhung um etwa 31 Grad. Das zweite: Der Zusammenhang zwischen Konzentration eines Treibhausgases und der Temperaturerhöhung folgt dem Logarithmus. Da ist mit zunehmender Konzentration zwar der Anstieg immer geringer, und damit auch die Temperatursteigerung, aber es gibt kein Ende. Dem Logarithmus wird man gerecht, wenn man die Sensitivität eines Gases in “Grad pro Verdopplung” ausdrückt. Diese Sensitivität des CO2 ist der Kern des Streites. Swante Arrhenius hat mit eher untauglichen Versuchsanordnungen um 1900 einen Wert von 5 Grad bei Verdopplung geschätzt. Knud Angström hat etwa gleichzeitig mit gründlichen Experimenten etwa 1,5° bei Verdopplung berechnet. Arrhenius hat Angström daraufhin dermaßen diskreditiert, dass es nach 1905 keine wissenschaftliche Veröffentlichung mehr dazu gemacht hat. Das IPCC rechnet heute immer noch mit 5°. Neuere Rechnungen mit Hilfe der HITRAN Datenbank lassen etwa 1° bei Verdopplung wahrscheinlicher werden. Das würde bedeuten, dass aktuell bei 45-50% Steigerung des CO2 seit 1850 die Mitteltemperatur um etwa 0,7° gestiegen ist. Das IPCC und die Hüpfer ignorieren moderne Rechnungen auf der Basis genauester Absorptionsspektren der HITRAN DB. Inzwischen ist aber der Methan-Anteil (Erdgas) auf 150% des vorindustriellen Wertes angestiegen!

Klaus Müller / 10.07.2021

“William Happer “Den Namen muss man sich merken :)

Marc Greiner / 10.07.2021

Das Ganze nennt man auch Rückkoppelungseffekte. Sonst wäre die Erde schon längst unbewohnbar. Aber solange viele Menschen wirklich denken, der Mensch sei der Virus der Erde, werden wir einen schweren Stand haben. Die Kulturmarxisten und Nihilisten haben noch die Oberhand. Deshalb suchen ja noch immer viele Menschen einen Kompromiss in diser Gaga-Wissenschaft. Ersatzlose Ablehnung ist das Gebot der Stunde.

Bernd Maier / 10.07.2021

Die Realität ist egal. Es geht (nicht nur) bei der Klimaspinnerei um ganz andere Dinge. Dennoch Applaus für die Mühe, fehl am Platze ist sie definitiv nicht.

g.schilling / 10.07.2021

Vor rund 500 Mio. Jahren hat die Erde die ersten Pflanzen und Tiere hervorgebracht. Seit dem “wandelt” sich das Klima regelmäßig. Heiß- und Kaltzeiten wechseln sich ab. Die Perioden dauern unterschiedlich lange. Die derzeitige Erwärmung ist sicher auch durch den Faktor Mensch beeinflusst. Schließlich hat sich die Weltbevölkerung seit 50 Jahren verdoppelt. Das gab es vorher noch nie. Und alle wollen essen und streben nach einem besseren, komfortableren Leben. Statt auf einem Zehntel Grad herum zu reiten, sollte man die hemmungslose Vermehrung eindämmen. Aber damit lässt sich nichts verdienen durch die Gretelsippe und ihre Anhänger.

Frank Mora / 10.07.2021

Da solche Koryphäen wie der Bündnisgrüne Klimaexperte, stellvertretende Bundestagsfraktionsvize und jahrelanger “wissenschaftlicher Fraktionsmitarbeiter” die Wortführer sind, vergebliche Liebesmüh. Das muß man sich auf der Zunge zergehen lassen. Da dient sich jemand als “wissenschaftlicher Mitarbeiter” an und wird jahrelang von einer Partei als solcher BEZAHLT, der nach erfolglosen Universitätsversuchen, also zu dumm und/oder zu faul für den jahrelang angestrebten Abschluß, unter dieser Bezeichnung tätig ist. Was müssen die (O. Krischer. die Partei Bündnis90/Die Grünen) geraucht haben. Jahrelang. Bis heute. Gleiches gilt für deren häufig akademische Wähler. Nur mal so als Nachseher von Lanz.

J.G.R. Benthien / 10.07.2021

Wieder einmal grossartig von Ihnen erklärt. Machen Sie weiter so, damit die Hohlbirnen vom IPCC nicht die exklusive Deutungshoheit erreichen (die sie mangels Qualifikation effektiv nicht haben).

G. Böhm / 10.07.2021

Nachtrag 1: Ich bitte vielmals um Entschuldigung, daß mir aus Unaufmerksamkeit eine totale Namensverwechslung unterlaufen ist!!! - Noch eine Frage in die Runde der mitlesenden Klimaexperten/Physiker. Unter der Annahme, daß die CO²-Hypothese nicht falsch ist und nach der ‘Baumtheorie’ durch ungerichtete Reflexion langwelliger Strahlung ein Teil dieser wieder auf die Erde ‘zurückfällt’, müßte sich doch in Abhängigkeit der CO²-Konzentration wenigstens über einen größeren Zeitraum ein Änderung im Strahlungsspektrum (Anteil/Intensität) feststellen lassen. Ist bekannt, ob dahingehend direkte Messungen möglich sind, und wenn ja, tatsächlich durchgeführt werden, oder steht ausschließlich nur die indirekte Methode über eine Temperaturmessung zur Verfügung?

Stanley Milgram / 10.07.2021

Würde man erstmal damit aufhören, riesige Wälder entweder vorsätzlich (Indonesien, Brasilien pp.) oder fahrlässig (Australien) niederzubrennen, und die Umwelt mit Giften und Müll zu zerstören, wären wir schon einen großen Schritt weiter. Siehe dazu auch die Filme von Werner Boote (Plastic Planet, die grüne Lüge). Seit 40 Jahren fahre ich bei großer Hitze in den Stadtwald, weil es dort immer angenehm kühl ist…

Kurt Müller / 10.07.2021

Ingenieur und mit Grundkenntnissen in Thermodynamik vertraut: ich begreife nicht wirklich, wie der gegenüber Stickstoff und Sauerstoff viel geringere Anteil CO2 eine solche Wirkung haben soll. Ich habe es auch nach diesem Artikel immer noch nicht begriffen. Wikipedia als Referenz: die Atmosphäre besteht aus 78,08 % Stickkstoff, 20,95 % Sauerstoff, 0,93 % Argon und 0,04 % Koheldioxid. Warum kann das CO2-Molekül das Strahlungsverhalten derartig verändern, daß sich die mittlere Temperatur derartig erhöht? Nehmen wir z. B. 10 m^3 Luft, dies entspricht 10000 l Luft. Davon 0,04 % sind gleich 4 Liter Kohlendioxid. Sagen wir der Anteil wird schätzungsweise um 10 % erhöht, dann haben wir 4 l (4000 ccm) plus 40 ccm mehr CO2, daß sind 4 Kurze á 10 ccm. Was ist mit dem Strahlungsverhalten der restlichen 99,96 % der Moleküle? Da die Temperatur als die mittlere kinetische Energie der Moleküle aufgeasst wird ... warum entsteht alleine durch 40 ccm mehr Kohelndioxid ein anderes Wechselwirkungsverhalten und am Ende zu 2 °C höherer mittlerer Temperatur bei gleicher Bestrahlung durch Wärmestrahlung? Es müsste ja die Wärmespeicherkapazität des einzelnen Kohlendioxidmolekül oder andere Parameter um Größenordnungen höher sein als von Stickstoff oder Sauerstoff, damit ein so kleiner Anteil eine so große Wirkung hat, aber richtig plausibel ist das nicht. Kann das nun mal jemand sachlich korrekt und detailliert erläutern? Gerne auch mit Formeln und Stoffdatentabellen.

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