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Windtechnik Vorschriften Wirkung Systeme Anwendungen Kosten
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Windtechnik Vorschriften Wirkung Systeme Anwendungen Kosten
Gegenstrahlung - Hinweise und Erläuterungen
(Dietze, v. Alvensleben, 04.2004)
Mit den Auslassungen von Herrn Beck zum "Quenching" (Thermalisierung der vom CO2 absorbierten IR-Strahlung OHNE dass angeblich in Bodennähe eine Re-Emission und Gegenstrahlung wegen der geringen freien Weglänge erfolgt) bin ich nicht einverstanden.
Diese thermische Gegenstrahlung ist nicht nur eindeutig gemessen, sondern muss auch gemäß Gesetzen von Kirchhoff und Planck auftreten - selbst bei Gasen mit Linienspektren.
Von diesem Effekt der vermeintlichen thermischen Nichtemission in der bodennahen dichten Atmosphäre welchen Dr. Hug und Dr. Barrett jahrelang vertreten hatten, sind beide auf mein Betreiben hin mittlerweile abgekommen. THG emittieren z.B. in Sättigungskonzentration (in den jeweiligen Linien) tatsächlich wie Schwarzkörper.
Die Gegenstrahlungsmessung von Barrow/Alaska (Anlage 1) dürfte Ihnen aufgrund unserer langen Diskussionen längst bekannt sein. Ich verstehe nicht warum Sie jetzt noch längst überholte Positionen von Dr. Hug und Barrett vertreten. Leider haben beide ihre Webseite www.john-daly.com/forcing/hug-barrett.htm (DECHEMA-Vorträge Okt 2001) trotz meiner Anregung noch nicht korrigiert - und Dr. Hug hat die auf falsch interpretierte Messungen beruhende Seite www.john-daly.com/artifact.htm sowie die deutsche Version von 1998 unter www.wuerzburg.de/mm-physik/klima/artefact.htm bisher nicht erneuert bzw. gelöscht.
Die Satellitenmessung (Anlage 2) die Ihnen auch längst bekannt ist, zeigt dass derzeit 27 W/m² der IR-Emission der Erde vom CO2 im 15 µm-Trichter "zurückgehalten" wird. D.h. diese Energie wird gegen gestrahlt und muss anderweitig vom Boden wieder emittiert werden. Sie ist keineswegs vernachlässigbar, denn 27 W/m² bedeuten bei einem Schwarzkörper von 15 °C glatte 5,0 °C. Bei einer Emissivität von 85% wären es z.B. 5,9 °C.
P. Dietze, 27.04.2004
und hierzu noch Erläuterungen von Hr. v. Alvensleben:
Freiburg, 27.4.2004
Es ist zu verstehen, dass man aus der Barrow-Messung ohne weitere Erläuterungen nicht recht schlau wird. Ich musste dazu auch auf die Original-Veröffentlichung im Internet zurückgehen. Man findet sie mit Google, wenn man eingibt: Barrow 980518 Downwelling.
Hier ein paar Erläuterungen zu der farbigen Graphik, die Herr Dietze mitgesandt hatte. Beobachtet wurde das Spektrum des meist bewölkten, zeitweise klaren Himmels vom Boden aus, wobei die Sonne sich immer außerhalb des Gesichtsfeldes befand. min und max in der Graphik bedeuten minimale und maximale Wolkenbedeckung des Himmels.
Der Spektralbereich der insgesamt 3 Instrumente für aneinander angrenzende Bereiche im Infraroten umfasst den Wellenzahlbereich von 400 bis 1800 cm^ -1 entsprechend Wellenlängen von 25 bis 5,55 Mikrometer.
Alles, was dabei vom Himmel in das Gesichtsfeld der Instrumente fällt, ist "Gegenstrahlung".
Die olivgrüne Kurve entstand am 18.5.1998 um 20h48 Weltzeit, das heißt etwa vormittags 10h24 Uhr Ortszeit in Barrow, Alaska, ca. 156° westlicher Länge. Zu dieser Zeit war der Himmel dicht bewölkt; die glatte Kurve entspricht der Strahlung eines Schwarzen Körpers mit der Temperatur 271 K = -2°C. Das ist die Temperatur der Wolkenunterseite.
Die rote und grüne Kurve entstanden zu Zeiten nur teilweise bedeckten Himmels, die blaue Kurve bei klarem Himmel.
Zwischen den Linien von CO2 und O3 (Ozon) sowie auch auf der kurzwelligen rechten Seite von O3 "sieht" das Messinstrument klaren Himmel, der im Infraroten fast schwarz ist, und natürlich sehr kalt ("Weltraumkälte").
Im Bereich der CO2- und (schwächer) der O3-Linien, bei 15 und bei 9 Mikrometer Wellenlänge, ist dagegen die Gegenstrahlung sauber gemessen. Die CO2-Gegenstrahlung ist dabei immer nahezu gleich stark, egal, ob der Himmel bewölkt oder klar ist. Im Linienzentrum, bei 15 Mikrometer, ist sie gesättigt, an den Flanken gibt es geringfügige Unterschiede.
Unter der gleichen e-mail- Adresse findet man auch "Upwelling"-Spektren, d.h. Spektren, die am gleichen Tag um 20h48 Weltzeit von oben (oberhalb der Wolkendecke) von einem Flugzeug aus aufgenommen wurden. Sie zeigen ebenfalls das Schwarze-Körper-Spektrum der Wolkendecke, diesmal aber die Strahlung, die die Erde verlässt; entsprechend sieht man, dass bei der CO2-Wellenlänge Strahlung fehlt - gerade die, die als Gegenstrahlung in Richtung Erdboden geht.
Damit sollte die Diskussion über die Existenz der Gegenstrahlung ein für alle mal geklärt sein und beendet werden. Nichts ist doch überzeugender als saubere Messungen.
Mit freundlichen Grüßen
Alvo v. Alvensleben
Zur Ergänzung:
anbei noch eine andere Gegenstrahlungsmessung, die zweifelsfrei größere Dosen an IR-Emission aus atmosphärischem CO2 nachweist.
Die mW/m² der y-Achse müssen Sie mit Pi (wegen Steradiant) sowie mit der Zahnbreite des CO2 (720-570=150 Wellen/cm, blaue Kurve) multiplizieren. 110*Pi*150/1000 ergibt hier (weil es wärmer ist) 51,8 W/m².
Wie man sieht, entspricht die rote upwelling-Kurve weitgehend der Planck'schen Schwarzkörperstrahlung der Erdoberfläche.
P. Dietze, 28.04.2004
Und contra:
(1)
Ich schrieb:
"Eine Gegenstrahlung AUS OBIGEN GRÜNDEN existiert nicht und kann nicht beobachtet werden.
Bitte legen Sie ein Emissionsspektrum atmosphärischen CO2s vor, das durch Messung zweifelsfrei GRÖSSERE DOSEN an IR-Emission aus atmosphärischem CO2 nachweist. "
Ich bezweifle doch nicht, dass es in der Atmosphäre ausgiebige Strahlungsvorgänge gibt bzw. kenne ich die meteorologische Definition der Gegenstrahlung und die ist genau so wie Sie das formulieren:
"Alles, was dabei vom Himmel in das Gesichtsfeld der Instrumente fällt, ist "Gegenstrahlung". "
Auch weiß ich ,dass man aus dem Verlauf der Absorptions/Emissionslinien Intensität, Herkunft und Energiegehalt berechnen kann.
Leider wird nichts darüber gesagt, dass die Wasserabsorption fast im gleichen Bereich liegt! Und in Barrow gibt es doch Luftfeuchtigkeit?
Und weiterhin erhalten Sie auch in geringerer Höhe und bei anderen Bedingungen diese Kurven, da immer ein paar Moleküle genau dieses Verhalten zeigen. Sind Sie sicher, dass in Barrow nicht die Abgasfahne der Flugzeuge gemessen wurde?
Natürlich gibt es Gegenstrahlung, nur bitte zeigen Sie mir Diagramme rund um die Welt, die diese zweifelsfrei aus nur CO2, Methan Ozon usw. in größeren, also WIRKSAMEN MENGEN !!! belegen? Prof. Raschke hat z.B. letztens in einer Mail darauf hingewiesen, dass es fast unmöglich ist auf See die Gegenstrahlung zu messen.
Ich denke es gibt doch keinen Disput darin, dass Wasser in seinen Aggregatzuständen wesentlich mehr Wärme transportiert, speichert und abgibt und deswegen eine Hauptkomponente im Wärmegeschehen (und der "Gegenstrahlung") der Atmosphäre darstellt. Dagegen sind CO2, Methan, Ozon usw. wirkungslos.
Und da CO2, Methan usw. nicht (wesentlich temperaturerhöhend) WIRKT( ein paar %e gegenüber anderen Faktoren wie Wolkenbedeckung), kann man vereinfachend auch behaupten: Es gibt keinen TreibhausEFFEKT beruhend auf diesen Gasen.
Wir sollten uns endlich über WIRKUNGSVOLLE Prozesse Gedanken machen und nicht über Randerscheinungen. Der CO2-Treibhauseffekt samt CO2-Gegenstrahlung sind in der Größenordnung der Fehlertoleranz bzw. des Rauschen.
mfg Ernst-Georg Beck
28.04.2004
(2)
Liebe Herren,
bitte bleiben Sie ehrlich genug und verwirren Sie den Leser nicht mit rechnerisch ermittelten "Downwelling spectra", die angeblich eine "Gegenstrahlung" darstellen. Man kann auch mit gewissen automatischen Prozessen (interne Rechenschritte im Messgerät) eine angebliche Messung erzeugen, die es gar nicht gibt. Manipulation nennt man das, sofern man ehrlich ist. Gemessen wird eine Hilfsgröße, aus der man meint über Rechenschritte die gewünschte Größe ableiten zu können. Bei einer Überprüfung stellt sich dann aber heraus, dass etwas anderes gemessen wurde, hier vermutlich schlichtweg lediglich die Temperatur des Messgerätes.
Dass in der heute herrschenden Gruppe der Klimatologie und deren Anhängern (und auch offenbar unter Nicht-allround-Physikern) unsinnige Annahmen über die energetischen Prozesse innerhalb der Atmosphäre existieren, ist ja nun mal nicht zu bestreiten. Ich bin aber doch optimistisch, denn erste Anzeichen gibt es, dass auch in die Klimatologie physikalischer Sachverstand einzieht, wobei der Artikel von Ozawa et al.: "The Second Law of Thermodynamics and the Global Climate System: ..." in Review of Geophysics, 41,4/1018 2003, einen gewissen Fortschritt zeigt. Hier ist nicht mehr von "Gegenstrahlung" die Rede, die thermische Strahlung der festen/flüssigen Erdoberfläche ist schlichtweg auf 40 W/qm reduziert und alles andere im Wetter-/Klimageschehen ist Thermodynamik, hat mit Strahlung nicht mehr viel zu tun. Bemerkenswerterweise hat man diesem Artikel dann noch ein Zitat von Carnot vorangestellt, der 1824 schon wesentlich weiter als unsere heutigen Möchtegern-Klimatologen war: "We must attribute to heat the great movements that we observe all about us on the Earth. Heat is the cause of currents in the atmosphere, of the rising motion of clouds, of the falling of rain and of other atmospheric phenomena." Ja, und da sind wir schon wieder bei Enthalpie und Entropie angekommen...
Mit freundlichen Grüßen
Heinz Thieme
28.04.2004
"Zum Phänomen der atmosphärischen Gegenstrahlung"
"Der thermodynamische Atmosphäreneffekt - Eine Erklärung in wenigen Schritten"
... ein paar Klarstellungen aus meiner Sicht (Dr. Heinz Hug) sind angebracht.
05.05.2004
1. "Thermalisierung". Was Barrett und ich darunter verstanden haben, war die direkte (!) Erwärmung der Atmosphäre durch Stoßdeaktivierung. Barrett schloss, daraus, dass bereits so viel Treibhausgase vorhanden sind, dass eine Steigerung derselben keinen merklichen Effekt bewirken. Da wir beide Chemiker sind, wollten wir wissen, welcher molekularer Mechanismus dem Naturphänomen zu Grunde liegt. Dass gleichzeitig eine Stoßaktivierung (!) stattfindet, die zur Emission (Rückstrahlung) führt, war uns schon immer bekannt (z. B. aus Vorlesungen zur IR-Spektroskopie, vgl. a. Herzberg: Lehrbuch der IR-Spektroskopie von 1945) erschien aber bei der Diskussion des Sättigungseffekts unbeachtlich.
2. Zur "Thermalisierung" sagte Herr Dietze einmal, dass sie gegen den Energieerhaltungssatz verstoße, denn die in kinetische Energie gewandelte Strahlungsenergie muss die Erde auch wieder als Strahlungsenergie verlassen. Richtig, das tut sie auch, weil die Atmosphäre eben strahlt und die Re-Emission den Erdboden erwärmend irgendwann auch durch die offenen Strahlungsfenster entweicht. Allerdings strahlen CO2, H2O-Dampf und Co. nur deshalb, weil sie eben eine bestimmte Temperatur haben. Bei 0 K würden sie das nicht tun (PLanck-Gesetz). Dass ein Energie- und kein ausschließlicher Strahlungstransport vom Erdboden bis in die Stratospäre stattfindet, beweisen die Hanel-Spektren über den Polen. Dort ist der Erdboden kälter als die Stratosphäre, deshalb ist die CO2-Emissionsbande "nach außen gewölbt". Die kinetische Energie (Konvektion) ist für die Abkühlung des Erdbodens viel wichtiger als der "Strahlungstransport", der einen nichtexistenten Strahlungsenergieerhaltungssatz insinuiert.
3. Nun komme ich zur Aufheizung des Erdbodens. Nach der Theorie soll sich die Atmosphäre hauptsächlich durch den Kontakt mit der Erdoberfläche und nicht durch "Thermalisierung" erwärmen. Sehr schön und richtig. Jetzt kommt wieder der böse Chemiker. Er konstatiert: Also erhöht sich durch den Kontakt Erdboden/Luft ("Fußbodenheizung") die kinetische Energie der Luftteilchen (N2 und O2 usw.). Da aber der Erdbodenerwärmung letztendlich durch Strahlung erwärmt wurde, muss die aufgenommene kinetische Energie ("Fußbodenheizung") auch wieder als Strahlung ins Weltall gelangen. Wie eigentlich? Wo ist von der Energiebilanz aus betrachtet der große Unterschied zwischen "Thermalisierung" und Erhöhung der kinetischen Energie durch Luft/Erdbodenkontakt (Fußbodenheizung)? Ob die Atmosphäre durch Stoßdeaktivierung oder durch Kontakt/Erdboden erwärmt wird, macht keinen allzu großen Unterschied. Letztendlich hat sich nämlich der Erdboden durch Rückstrahlung um den Betrag erwärmt, den umgekehrt die Luftteilchen durch Stoßdeaktivierung (Absorption) erlangen würden. Nur beruht der Energiefluss beim TE-Mechanismus auf dem umständlicheren Weg: Erdboden -> Luft -> Erdboden und dann wieder Luft. Deshalb korrigiere ich meinen Beitrag bei Daly und Kramer nicht. Keine Angst: Ich weiß, dass die Atmosphäre strahlt.
4. Zu den weiteren Fakten mit T^4 = [(1- A) * F]/ 4 * sigma erhält man eine Erdbodentemperatur von 256 K für jeden Gesteinbrocken im Weltall, wenn sigma, F und A gegeben sind. Der Mond müsste demnach in etwa auf eine ähnliche Mitteltemperatur wie die Erde kommen, wenn A gleich wäre. Nimmt man das Stefan-Boltzmann-Gesetz, so strahlt die Erdoberfläche mit 242 W/m2 bei 256 K. Da der Globus um 33 K wärmer ist, behauptet man frech, das sei ausschließlich der Treibhauseffekt. Setzt man 256 K + 33 K = 288 K in das Stefan-Boltzman-Gesetz ein, dann strahlt die Erdoberfläche mit ca. 387 W/m2. Die Differenz (387 - 242) = 145 W/m2 wäre der Treibhauseffekt. Diese Aussage ist nirgendwo bewiesen. Das einzige, was wir wissen ist, dass es um ca. 33 K wärmer ist und dass IR-aktive Gase auch strahlen. Das diese Strahlung den Erdboden um den besagten Betrag erwärmt ist "demokratischer Konsens", der sich als Politiker verstehenden Klimawissenschaftler.
5. Damit die Erdbodenabstrahlung um die in Punkt 3 genannten 145 W/m2 erhöht wird (so genannter Treibhauseffekt), muss die Atmosphäre den Boden nach Kiehl und Trendberth (IPCC) mit 342 W/m2 "anstrahlen". So etwas muss man sich einmal durch den Kopf gehen lassen. Ein Treibhauseffekt von 342 W/m2 erhöht die Erdbodenabstrahlunmg gerade einmal um 145 W/m2. Wo bleibt eigentlich die Differenz? Ach so, ich weiß, das stets offene Strahlungsfenster. Das aber beträgt nach Kiehl und Trendberth gerade einmal 40 W/m2. Dass da etwas faul ist, springt ins Auge, wenn man sich die Hanel-Spektren ansieht und den TE mit den Strahlungsfenstern vergleicht. Von Kiehl und Trendberth wird eine Mücke (TE) zum Elefanten (33 °C) aufgeblasen. Der TE ist letztendlich ein wellenlängenbezogener Isolationseffekt, der die Auskühlung der Erde etwas (!) behindert. Auf keinen Fall aber in der von den Doomsdayers behaupteten Größenordnung.
6. Die Petitesse. Das ist mein eigentliches Anliegen und dabei bleibe ich auch: der anthropogene TE ist eine Bagatelle! Deshalb halte ich halte es für müßig, den Katastrophenapostel nachzurechnen, ob die Verdopplung des CO2 eine Erhöhung von 2,8 W/m2 oder von 4,4 W/m2 oder was sonst noch erbringt. Nehmen wir einmal an, eine Steigerung des CO2 um 100 % erbringe einen zusätzlich TE von 4 W/m2, dann entspricht diese Hundertprozentsteigerung einer Erhöhung des Treibhauseffekts um 4/342. Das sind 1,3 % - eine Bagatelle, die nur dann Bedeutung erlangt, wenn der "Wasserdampfverstärkungseffekt" hinzugerechnet wird. Und genau diesen Effekt kann man getrost ebenfalls vergessen. Eine auf Messungen beruhende Veröffentlichung von Hermann Flohn (Bild der Wissenschaft 12/1978) belegt eindeutig, dass die Wasserdampfverdunstung vollkommen unabhängig vom atmosphärischen CO2 ist. Es ist sogar eine Antikorrelation! Auch das muss man sich einmal durch den Kopf gehen lassen.
7. Somit bleibt als Fluchtburg für die im politischen Dienst stehenden Katastrophenberechner neben dem Planck-Gesetz wieder nur der Stefan-Boltzman übrig. Die Grundlage ist 387 W/m2 (Temperatur 288 K) + 4 W/m2 (anthropgener TE) = 391 W/m2. Setzt man den Wert in Stefan-Boltzman ein, resultiert eine Temperaturerhöhung bei 100 % mehr CO2 von gerade einmal 0,9 °C. Eine unbeachtliche Bagatelle, wenn man zum Vergleich das mittelalterliche Klimaoptimum heranzieht.
8. Last but not least. Die erhöhte Temperatur von 33 K (entsprechend zusätzliche 145 W/m2 Erdbodenabstrahlung) beruht meines Erachtens überwiegend auf der "Wärmespeicherungsfähigkeit" der Weltmeere, die 70 % der Erdoberfläche ausmachen. Dieser Effekt, so wie ich ihn verstanden haben möchte, ist übrigens ein kinetischer (langsame Abkühlung der Weltmeere auf der Nachtseite der Erde) und weniger ein thermodynamischer, denn Zeit ist in der Thermodynamik kein Parameter. Wer einmal sauber experimentell (nicht im Computer - Modellieren ist Quatsch, da kommt alles raus, was man vorher als Prämisse reingesteckt hat) auseinander dividiert, welchen Anteil an den besagten 145 Wm2 dem Treibhauseffekt und welcher der "Nachtspeicherheizung" der Weltmeere (kinetischen Effekt) zuzuschreiben ist, dürfte nobelpreiswürdig sein. Nur wird er kaum zu den Laureaten zählen, weil seine Forschungsergebnisse politisch unerwünscht sind. Die Energiebilanz der Weltmeere dürfte im übrigen neben Vulkanaerosolen u. ä. hauptsächlich von der solar gesteuerten Wolkenbedeckung abhängen (vgl. Veizer/Shaviv aktuell). Ich gehe davon aus, dass der TE eine untergeordnete Größe ist. Deshalb konnte man in der erdgeschichtlichen Vergangenheit mehrfach weit höhere CO2-Werte bei tieferen Temperaturen als heute nachweisen.
9. Die angenehme Mitteltemperatur der Erde ausschließlich aus Strahlungsgesetzen heraus zu interpretieren, dürfte der göbste Fehler der Weltuntergangsprediger sein. Mein ursprügliches Anliegen, war darauf hinzuweisen, dass der anthropogene TE eine Bagatelle ist. Das ist er in der Tat.
Mit den besten Grüßen
Heinz Hug
Prof. Dr.-Ing. H. Alt
FH Aachen
Elektrische Energietechnik und Energiewirtschaft
Kohlenstoffkreislauf CO2
Kohlenstoff ist überall vorhanden; im Wasser, zu Lande (z.B. im Erdboden und in Gesteinen) und in der Luft. Kohlenstoff ist das Element, das eine ungemeine Vielzahl von Verbindungen ermöglicht. Es ist in lebenden Organismen und unbelebten Mineralien zu finden. In der Natur ist Kohlenstoff entweder im gasförmigen Zustand (z.B. CO2/CO), als Carbonat (CO32-) oder in organischen Stoffen zu finden. Er wird von allen Lebewesen benötigt, um ihre körpereigenen organischen Stoffe herzustellen.
Bezogen auf den Energiestrom der Erde, kann gesagt werden, dass die Erde ein offenes und, bezogen auf den Stoffkreislauf, ein geschlossenes Ökosystem bildet. Von außerhalb der Erdeatmosphäre gelangen keine größeren Stoffmengen auf die Erde. Das ist der Grund dafür, dass alle auf der Erde sich befindlichen Stoffe von einer Form in die andere über verschiedene chemische Reaktionen zirkulieren.
Kohlenstoff befindet sich im Übergang von einem Speicher zum anderen oder er wird gespeichert, z.B. als Carbonate in den Ozeanen (HCO3-) oder als Kalkstein festgelegt. Diese Kohlenstoffspeicher haben unterschiedliche Alter, von Minuten bis zu Milliarden von Jahren.
Zu sagen ist auch, dass Kohlenstoff sich zwischen der belebten und unbelebten Natur im Kreis bewegt. Nach der Dauer dieses Kreises unterteilt man den Kreislauf in Biozyklus (schneller Kreislauf) und Geozyklus (langsamer Kreislauf).
Die Pflanzen assimilieren (angleichen) CO2, und durch die Photosynthese wird der Kohlenstoff in organische Stoffe umgewandelt. Nachts bauen Pflanzen auch aerob (Sauerstoff zum Leben brauchend) organische Stoffe ab und geben CO2 an die Luft ab. Diesen Vorgang nennt man dann Dissimilation. Die Dissimilation findet aber im geringeren Maße statt als die Assimilation. Stirbt die Pflanze ab, gelangt der Kohlenstoff durch den Prozess der Mineralisierung wieder in die Luft und verbindet sich mit dem Luftsauerstoff erneut zu CO2.
Außerdem brauchen Tiere und Menschen Pflanzen als Nahrung und somit auch zum Energiegewinn (C6H12O6 + 6 O2 => 6 CO2 + 6 H2O + Energie). Der pflanzliche Kohlenstoff wird dann in den Stoffwechsel von Mensch und Tier eingebunden. Sie dissimilieren den Kohlenstoff, um Energie zu gewinnen. Es entsteht CO2, das ausgeatmet wird. Nach dem Tod von den Tieren und Menschen gelangt der Kohlenstoff schließlich wiederum durch Mineralisationsprozesse in die Luft, wo er erneut von Pflanzen aufgenommen werden kann. Die Tätigkeit der Pflanzen auf der Erde könnte den CO2 -Vorrat der Atmosphäre in 6 Jahren verbrauchen. Durch den Kohlenstoffkreislauf bleibt der CO2 -Gehalt in der Luft jedoch auf natürliche Weise konstant. Doch seit der Industrialisierung kommt es zu einer Anreicherung des CO2 - Gehaltes in der Atmosphäre durch die Verbrennung von fossilen Rohstoffen. Inwieweit diese Anreicherung zu einem Treibhauseffekt beiträgt ist wissenschaftlich noch weitgehend ungeklärt. Die Vermutungen liegen zwischen 2 und über 50 %.
Zwischen der Atmosphäre und den Meeren, wo auch ein Kohlenstoffaustausch herrscht, werden pro Jahr 100 Milliarden Tonnen Kohlenstoff ausgetauscht. Die Atmosphäre enthält 60-mal weniger CO2 als die Ozeane. Ebenfalls wird über die Landmassen durch Photosynthese und Verrottungsprozesse ebenfalls rd. 100 Milliarden Tonnen C ausgetauscht. Insgesamt erhöht sich der CO2 - Gehalt der Atmosphäre seit der Industrialisierung. Dies lässt darauf schließen, dass der Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre durch den natürlichen Kohlenstoffkreislauf nicht abgepuffert werden kann. CO2 - Gehalt in der Atmosphäre (National Oceanic and Atmospheric Administration)
CO2 (ppm) 310 320 330 345 360 380
Jahr 1955 1965 1975 1985 1995 2005
Kohlenstoffaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre
Der Ozean gibt CO2 in die Luft ab, wenn in der Atmosphäre ein geringer CO2- Druck herrscht. Ist der CO2-Druck in der Atmosphäre hoch, so wird CO2 im Oberflächenwasser des Ozeans gelöst. Dieses gelöste CO2 reagiert mit Wasser zu Carbonat - Ionen. Durch die Photosynthese der ozeanischen Biosphäre wird ein geringer Teil aufgenommen. Dieser Prozess dauert maximal einige Jahre. Der Weitertransport von Kohlenstoff von der ozeanischen Deckschicht in tiefere Ozanschichten dauert hingegen bis zu 1000 Jahre. Die Aufnahmekapazität des Ozeans von Kohlenstoff aus der Atmosphäre ist begrenzt. Der Grund dafür ist dieser langsame Transport vom Kohlenstoff von der Deckschicht des Ozeans bis zu tieferen Schichten. Der jährliche Austausch mit der Atmosphäre liegt bei 100 Mrd. t Kohlenstoff. Er liegt in der gleichen Größenordnung wie der Austausch an Land.
Verbrennung fossiler Brennstoffe
Kohle, Erdöl und Erdgas sind Beispiele für fossile Brennstoffe. Durch die Verbrennung gelangt der darin langfristig gebundene Kohlenstoff sehr schnell in den kurzfristigen bio-logischen Kreislauf. Die Folge ist ein Überschuss an CO2. Ein weiterer Grund für den Überschuss an CO2 stellt auch die Abholzung der Regenwälder dar. Die Regenwälder sind zwar kurzzeitige, aber mächtige Kohlenstoffspeicher. Werden sie nun abgeholzt, so gelangt dieses CO2 in die Atmosphäre. Der weltweite jährliche anthropogene Eintrag beträgt 6,5 Mrd. t C entsprechend rd. 24 Mrd. t CO2 rd. 3,9 t CO2 pro Kopf der Weltbevölkerung.
Auszug aus: http://www.dimagb.de/info/bauphys/umwelt/alve2.html
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02 Jan 2005
21:35:58 |
M. Dreher Fortsetzung |
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