Von Dekarbonisierung bis Schwarzkörpertemperatur

Themen wie die Berechnung der Schwarzkörpertemperatur unserer Erde nach dem Stefan-Boltzmann Gesetz und Vergleichbares sind für die meisten Leser von Tichys Einblick zu sehr fachlich. Weshalb wir diese Debatte nicht fortsetzen.

Zunächst einmal bedanke ich mich bei allen Kommentatoren für die lebhafte Diskussion hier auf TE über meinen Artikel zum natürlichen Treibhauseffekt unserer Atmosphäre. Nachfolgend gehe ich auf sachliche Fragestellungen und kritische Anmerkungen zu meinem Text ein.

Einleitend ist hervorzuheben, dass es sich bei meinem Artikel um eine wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem konventionellen Ansatz zur Berechnung der Schwarzkörpertemperatur unserer Erde nach dem Stefan-Boltzmann Gesetz handelt – nicht mehr, aber auch nicht weniger. Die in meinem zugrundeliegenden wissenschaftlichen Artikel nachgewiesene fehlerhafte Anwendung des S-B Gesetzes auf die gesamte Erdoberfläche führt fälschlicherweise zur Konstruktion eines sogenannten „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffektes“. Dieser Treibhauseffekt stellt praktisch ein fiktives Sekundärphänomen dar, mit der die ursprüngliche Fehlberechnung an die Realität der Temperaturmessung angepasst wird.

Auf Tichys Einblick erschien die Gegendarstellung von Herrn Dr. Heller, in der dieser den Treibhauseffekt auf herkömmliche Weise mit einer atmosphärischen Gegenstrahlung zu erklären suchte und sich nicht mit meiner konträren Herleitung für die Schwarzkörperberechnung der Erde auseinandergesetzte.

Der aktuelle Stand der wissenschaftlichen Auseinandersetzung über den Treibhauseffekt:

Konventionelle Herleitung der Schwarzkörpertemperatur mit dem S-B Gesetz aus der globalen Energiebilanz der Erde für die Kugeloberfläche:

(Solarkonstante/4) => netto 235 W/m² => -18° Celsius + Treibhauseffekt

Alternative Herleitung mit dem S-B Gesetz und einer Halbkugelbetrachtung für die Erde (Weber)

(Solarkonstante/2) => netto 390 W/m² => +14,8°Celsius

Ich möchte hier ausdrücklich darauf hinweisen, dass meine Ausführungen zur Fehlberechnung des atmosphärischen Treibhauseffektes aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz selbstverständlich jederzeit wissenschaftlich widerlegt werden können:

Wenn also wissenschaftlich eindeutig nachgewiesen wird, dass die Gleichsetzung der Energiebilanz unserer Erde (Fläche einer Kugel) mit der strengen thermischen Gleichgewichtsforderung des Stefan-Boltzmann Gesetzes für die bestrahlte Fläche (Halbkugel) physikalisch korrekt ist, dann bin ich tatsächlich widerlegt.

Mein englischsprachiger Originalartikel aus den Mitteilungen der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft Nr. 2016/3 mit dem Titel „A Short Note about the Natural Greenhouse Effect“ und einer ausführlichen rechnerischen Herleitung war bereits im TE-Artikel verlinkt und ist hier ab Seite 19 zu finden. Und eine vereinfachende Kurzfassung in deutscher Sprache wurde inzwischen hier eingestellt.

Und jetzt zu den Kommentaren meiner TE-Leser. Eine wesentliche Frage in den Kommentaren zu meinem Artikel lautete: Warum ist die Fehlanwendung des Stefan-Boltzmann Gesetzes bei der Herleitung des atmosphärischen Treibhauseffektes eigentlich bisher nicht aufgefallen?

Das ist tatsächlich völlig unverständlich. Es gibt nämlich weltweit hunderttausende von Menschen, die während ihrer universitären Ausbildung das Stefan-Boltzmann Experiment selbst durchgeführt hatten. Nachdem aber der Treibhauseffekt einmal in der Welt war und er sich als Universalargument für die menschliche Schuld am Klimawandel etabliert hatte, reichte offenbar ein Plausibilitätscheck über das S-B Gesetz zu seiner Bestätigung aus. Aus einer solchen Fehlanwendung des S-B Gesetzes als „S-B Gleichung“ rechnet sich der Treibhauseffekt dann ja auch ganz einleuchtend. Der im S-B Gesetz eigentlich zwingend vorgeschriebene thermische Gleichgewichtszustand auf der bestrahlten Fläche ist bei dieser Überlegung offenbar durch eine unzulässige Rekursion auf die Energiebilanz der gesamten Erde verdrängt worden. Die Kritik am atmosphärischen Treibhauseffekt hatte sich in der Folge dann auf Gegenargumente seitens sogenannter „Klimaleugner“ beschränkt.

Dieser Umstand ist in etwa vergleichbar mit dem weltweit verbreiteten Aberglauben an eine anormale Klimaerwärmung seit Beginn der Industrialisierung durch den anthropogenen CO2-Ausstoß, obwohl der Bezugswert für die angebliche „Normaltemperatur unseres Klimas“ ganz klar und für jeden deutlich erkennbar noch in der historisch belegten „Kleinen Eiszeit“ liegt – und auch hier sind die einzigen Kritiker wieder die sogenannten „Klimaleugner“…

Ich selbst hatte den atmosphärischen Treibhauseffekt aufgrund seiner Widersprüche mit den Gesetzen der Thermodynamik nie abschließend verstanden, aber trotzdem mehr als vierzig Jahre dafür gebraucht, seinen grundlegenden Fehler zu realisieren. Erst eine Versuchsbeschreibung für das längst vergessene Stefan-Boltzmann Experiment, in der es hieß, der Eintritt des Strahlungsgleichgewichtes sei vor der Messung abzuwarten, brachte mich dann auf die Spur. So entstand schließlich mein wissenschaftliches Manuskript „A Short Note about the Natural Greenhouse Effect“.

Aber wie geht man nun persönlich mit einer solchen Erkenntnis um, mit der man sich als Einzelner ja gegen den aktuellen wissenschaftlichen Mainstream stellt; geht man damit aktiv in die Öffentlichkeit oder hat man am Ende doch die verständliche Angst, sich einer vorhersehbaren massiven Kritik zu stellen – oder sich gar mit einem solchen Alleingang bis auf die Knochen zu blamieren, nämlich wenn dieses konträre Ergebnis dann doch widerlegt werden sollte?

Überhaupt den Mut gefasst zu haben, mit dieser Erkenntnis an die Öffentlichkeit zu gehen, verdanke ich dem Geologen und Hochschullehrer Professor Eckart Walger. In den Colloquien und Diskussionen in den 1970-er Jahren an der CAU zu Kiel über neue geowissenschaftliche Forschungsergebnisse war er derjenige, der regelmäßig die ganz einfachen Fragen gestellt hatte. Es waren jene ganz offensichtlichen Fragen, die wir Studenten uns gar nicht erst zu stellen getraut hatten – und für gewöhnlich konnten diese Fragen dann nicht beantwortet werden. Ohne dieses frühe und fundamentale Erlebnis von kritischer Wissenschaft hätte ich mich sicherlich nicht getraut, eine Veröffentlichung meines Artikels anzustreben.

Eine Veröffentlichung anstreben – damit ist dann auch gleich der nächste Knackpunkt definiert. Wer veröffentlicht denn eigentlich in der heutigen Zeit noch einen häretischen Artikel gegen den herrschenden wissenschaftlichen Mainstream?

Ich bedanke mich deshalb an dieser Stelle ausdrücklich bei meiner wissenschaftlichen Vereinigung, der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft, für den ungebrochenen wissenschaftlichen Geist, mit dem die DGG-Redaktion meinen kritischen Artikel über den Treibhauseffekt in ihren „Mitteilungen“ zur Diskussion gestellt hat.

Und, last but not least, bedanke ich mich für die Gelegenheit, hier auf Tichys Einblick über diesen Artikel berichtet haben zu dürfen.

Zum generellen Verständnis meines Artikels: Der konventionelle Ansatz für den atmosphärischen Treibhauseffekt resultiert aus der durchschnittlichen Energiebilanz für die gesamte Erde. Dieser zusammenfassend berechnete gemeinsame Mittelwert für die Tag- und Nachtseite der Erde wird dann mit dem Stefan-Boltzmann Gesetz in eine Schwarzkörpertemperatur „umgerechnet“. Ein entsprechendes Beispiel für diese Art der konventionellen Berechnung des Treibhauseffekts finden Sie hier.

Das S-B Gesetz ist nun aber keine Gleichung, sondern beschreibt mit der dort angegebenen Relation zwischen Strahlung und Temperatur vielmehr ausschließlich die Situation in einem thermischen Gleichgewichtszustand. Und genau dieses zwingend vorgegebene thermische Gleichgewicht wird bei der konventionellen Herleitung des Treibhauseffektes durch die Einbeziehung der Nachtseite unserer Erde verletzt. Die „Denkfalle“ im konventionellen Ansatz für den Treibhauseffekt besteht also darin, dass die Energiebilanz der Erde als ein rechnerischer Durchschnittswert, der über die gesamte Tag- und Nachtseite der Erde gemittelt wird, auf eine physikalische Beziehung angewendet wird, die lediglich in einem thermischen Gleichgewichtszustand auf der Tagseite existiert.

Zum Kohlenstoffdioxid (CO2) als „natürlicher Klimaantrieb“: CO2 ist kein Produzent thermischer Energie aus sich selbst heraus, wie es die Darstellungen des IPCC nahelegen, indem CO2 dort fälschlicher Weise eine direkte thermische Wirkung in [W/m²] zugemessen wird. Vielmehr handelt es sich bei CO2, wie beispielsweise auch bei Wasserdampf und Methan, um ein Infrarot-aktives Gas. Solche IR-aktiven Moleküle nehmen infrarote Strahlung passiv auf, erhöhen damit zeitweilig ihr eigenes Energieniveau und geben diese Energie dann aktiv wieder an die Umgebung ab. In Summe wird also die infrarote Abstrahlung der Erdoberfläche ins Weltall durch diese IR-aktiven Gase lediglich gestreut und verzögert. Dadurch mag sich vielleicht der Temperaturgradient in der Atmosphäre verändern, aber zusätzliche Energie im Umfang von 155 [W/m²], wie der konventionelle Ansatz für den Treibhauseffekt mit einer „Gegenstrahlung“ postuliert, kann dort definitiv nicht erzeugt werden. Aber selbst unter den alarmistischen Annahmen des IPCC bleibt die Klimasensitivität von CO2 deutlich unter 1,0° C pro Verdoppelung seines atmosphärischen Anteils.

Weiterführende Informationen zu CO2: Hier eine deutsche Kurzfassung, der zugrunde liegende Originalartikel ist unter dem Titel “About the Natural Climate Driver” in den Mitteilungen Nr. 2016/2 der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft erschienen, hier ab Seite 9.

Der natürliche Klimaantrieb – zu den Stichworten Grauer Körper und Albedo der Erde in den Kommentaren: Zumindest rein rechnerisch lässt sich nachweisen, dass die Schwankungen der Sonneneinstrahlung durch die Zyklen der Erdumlaufbahn um die Sonne (Milanković-Zyklen) als alleiniger Klimamotor für unsere Erde ausreichen. Dabei würde dann die klimawirksame Sonneneinstrahlung durch eine schwankende Eisbedeckung in mittleren geographischen Breiten über die Albedo der Erde „moduliert“.

Weiterführende Informationen zum Albedo-Forcing: Hier eine deutsche Kurzfassung, der zugrunde liegende Originalartikel ist unter dem Titel “ An Albedo Approach to Paleoclimate Cycles” in den Mitteilungen Nr. 2015/3 der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft erschienen, hier ab Seite 18.

Zum aktuellen Stand der Wissenschaft in der Klimaforschung: In den Geowissenschaften der 1970-er Jahre waren die orbitalen Milanković-Zyklen, nämlich

Präzession =Taumelbewegung der „Erdachse“ um die Senkrechte (zur Erdbahnebene),

Obliquität = Änderung der Schiefstellung der „Erdachse“  und

Exzentrizität = Veränderung der Ellipsenform unserer Erdbahn um die Sonne als Ursache für die paläoklimatischen Veränderungen während der Eiszeitalter geltende Lehrmeinung. Diese Erkenntnis ist in der Klimawissenschaft während der vergangenen Jahrzehnte offenbar „verlorengegangen“, ohne jemals widerlegt worden zu sein.

In der Einleitung zu ihrem bahnbrechenden Werk “Die Klimate der geologischen Vorzeit” (Bornträger 1924) als Grundlage dieser geowissenschaftlichen Lehrmeinung schreiben Köppen und Wegener auf  Seite 4 (mit meinen Hervorhebungen):
„…Von den zahlreichen sonstigen Hypothesen, die zur Erklärung von Klimaänderungen aufgestellt worden sind, wird daher in diesem Buche nicht die Rede sein. Insbesondere erblicken wir in dem System der fossilen Klimazeugen keinen empirischen Anhalt für die Annahme, daß die von der Sonne ausgehende Strahlung sich im Laufe der Erdgeschichte geändert habe. Desgleichen fehlt es an Tatsachen, welche durch Änderung der Durchstrahlbarkeit der Atmosphäre (Arrhenius) oder des Weltalls (Nölke) zu erklären wären; …“ Ein Nachdruck dieses Buches von Köppen und Wegener ist bei Schweizerbart erhältlich.

In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die Klimawissenschaft in der Ursachenforschung für die Klimagenese unserer Erde offenbar von Köppen und Wegener weg auf den Kenntnisstand von Arrhenius zurückbewegt. Man muss wohl überspitzt feststellen, dass in der modernen Klimaforschung inzwischen der wohlalimentierte populistische Schwanz mit dem wissenschaftlichen Hund wedelt.

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Kommentare ( 12 )

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