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Warum trägt CO2 so stark zur Erderwärmung bei? 18 Apr 2022 14:20 #101671

Das Modell sagt über das Zustandekommen des zusätzlichen Strahlungsantrieb überhaupt nichts aus. Es zeigt leicht nachvollziehbar auf, wie sich zusätzlicher Strahlungsantrieb auf die Temperatur eines Planeten auswirkt, bei dem alle anderen Effekt in der Atmosphäre unberücksichtigt bleiben. Die idealisierte Atmosphäre macht in dem Fall nichts anderes als irgendwie halt Strahlungsantrieb. Ob ein bestimmter Wert für einen Strahlungsantrieb mit wenig CO2 und Wasserdampfrückkopplung oder mit viel CO2 und ohne Wasserdampfrückkopplung oder mit extrem viel C02 und Schwefeldioxid in der Gegenkopplung oder mit etwas C02 und etwas Methan oder ganz ohne CO2 und nur mit Lachgas oder sonst wie geschieht spielt da keine Rolle. Da gibt es unendlich viele Möglichkeiten um um auf einen bestimmten Wert zu kommen. Und dabei spielt nicht nur die Zusammensetzung einer Atmosphäre eine Rolle. Sobald Mitkopplungen oder Gegenkopplungen entstehen, kann man das Verhalten der Atmosphäre nur mit gekoppelten Differenzialgleichungen bestimmen, die nur numerisch lösbar sind. Die Ergebnisse solcher Systeme kann man nicht abschätzen. Von daher kann man zwei verschiedene Planeten auch nicht einfach vergleichen.

Man sieht das auch, wenn man die rechnerisch ermittelte Temperaturänderung im idealisierten Modell, der Temperaturänderung im simulierten Modell gegenüber stellt.

ibb.co/Thb3TMR


Der Zusammenhang ist in dem Bereich fast linear. Man kommt auf etwa 0.22°C Temperaturänderung für jedes W/m² Zunahme an Strahlungsantrieb.

Bei den Simulationen mit den Gegebenheiten auf der Erde sieht das anders aus.

ibb.co/9qbnS8h


alleantworten.de/was-sind-rcp-szenarien

Beim RCP 8.5 hat man zwischen 2010 und 2100 einen Zuwachs an Strahlungsantrieb von etwa 6,5W/m² und eine Temperaturänderung von etwa 4°C. Man kommt auf etwa 0.6°C Temperaturänderung für jedes W/m² Zunahme an Strahlungsantrieb.
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Letzte Änderung: von Pferdefuss.

Warum trägt CO2 so stark zur Erderwärmung bei? 24 Apr 2022 09:42 #101697

Vom Max-Planck-Institut für Meteorologie gibt es ein ziemlich detailliert beschriebenes Erdsystemmodell das auf einem Rechner simuliert werden kann (MPI-ESM1.2). Der Quellcode ist für wissenschaftliche Forschung frei zugänglich. Eine Systembeschreibung findet man hier. Für Interessenten die nicht vom Fach sind, sicher viel zu kompliziert und nicht nicht durchgängig verständlich. Man bekommt aber schon einmal einen groben Überblick über die grundsätzliche Konfigurationsmöglichkeiten eines solchen Modells.

Hier sind die unterschiedlichen Szenarien, analog zu den RCP-Szenarien, mit unterschiedlichen Konfigurationen (ER,LR,HR) simuliert worden:

mpimet.mpg.de/kommunikation/aktuelles/si...ercomparison-project

Da kommt eigentlich immer das Gleiche raus, was die Ausgabe schon einmal ziemlich plausibel macht.


Die Atmosphärische Komponente des Systems ist hier beschrieben . Leider auch ziemlich schwere Kost.

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Letzte Änderung: von Pferdefuss.

Warum trägt CO2 so stark zur Erderwärmung bei? 25 Apr 2022 21:30 #101701

Sobald Mitkopplungen oder Gegenkopplungen entstehen, kann man das Verhalten der Atmosphäre nur mit gekoppelten Differenzialgleichungen bestimmen, die nur numerisch lösbar sind. Die Ergebnisse solcher Systeme kann man nicht abschätzen. Von daher kann man zwei verschiedene Planeten auch nicht einfach vergleichen.


Warum korrigiert das denn keiner? Fällt da keinem was auf, oder bin ich der Einzige, der hier noch liest?

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Warum trägt CO2 so stark zur Erderwärmung bei? 17 Mai 2022 22:14 #101792

Bin ich denn hier im Forum der Einzige, der sich für eine wissenschaftliche Sicht auf den Klimawandel einsetzt?! Im Link heißt es

de.wikipedia.org/wiki/Idealisiertes_Treibhausmodell

>Das idealisierte Treibhausmodell ist ein einfaches Modell zur Bestimmung der Oberflächen- und der Atmosphärentemperatur der Erde oder eines anderen Planeten.


Diese Aussage ist völlig korrekt. Natürlich kann man das Modell auch auf andere Planeten anwenden, sofern man sich auf die Primärwirkung beschränkt. Die Sekundärwirkung einer Rückstrahlung bzw. der von ihr verursachten Erwärmung, wirkt sich natürlich auf jedem Planten unterschiedlich aus. Das bestreitet keiner.

Im Link heißt es weiterhin:

>Der aus einer Verdopplung der atmosphärischen Kohlenstoffdioxidkonzentration resultierende Strahlungsantrieb beträgt bei einfacher Parametrierung 3,71 W/m2 Dies ist auch der vom IPCC angegebene Wert. … Folglich sagt dieses Modell eine globale Erwärmung um ΔTs = 1,2 K für eine Verdopplung der Kohlenstoffdioxidkonzentration voraus. Eine Vorhersage eines typischen Klimamodells ergibt eine Erwärmung der Erdoberfläche um 3 K. Dies liegt primär daran, dass Klimamodelle die positive Rückkopplung berücksichtigen, die in erster Linie aus der Wasserdampf-Rückkopplung resultiert. Mit einem einfachen Trick kann dieser Effekt berücksichtigt werden. Hierzu wird Δε um 0,02 auf insgesamt Δε = 0,04 erhöht.


Wir haben also eine Primärwirkung des CO2 von 3,71 W/m² bei Verdopplung. D.h. die derzeitige CO2-Konzentration bewirkt eine Rückstrahlung von
1/ln(2) * 3,71 W/m² = 5,35 W/m² . Der Wert lässt sich auch hier direkt nachlesen

de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsantrieb

> ∆ F = 5,35 W/m² * ln (C/C0)



Gemäß dieses Treibhausmodells entspräche die 26-fache Menge CO2 auf der Erde einer Rückstrahlung von
∆ F(Erde) = 5,35 W/m² * ln (26) = 17,43 W/m²

Wie groß wäre die Rückstrahlung dieser CO2-Menge auf dem Mars? Im korrespondierenden CO2-Frequenzband beträgt die Oberflächenstrahlung des Mars nur ca. 27,9% bezogen auf die Oberflächenstrahlung der Erde. Siehe

www.spectralcalc.com/blackbody_calculator/blackbody.php
Mars, 210K, 13-17E-6m => Strahldichte 35,1035 W/m2/sr, Strahldichteband 6,50653 W/m2/sr,
Bandanteil in Prozent der Gesamtstrahlung: 18,94%
Erde, 288K, 13-17E-6m => Strahldichte 124,178 W/m2/sr, Strahldichteband 23,3332 W/m2/sr,
Bandanteil in Prozent der Gesamtstrahlung: 18,79%

Auf dem Mars sollte also die CO2-bedingte Rückstrahlung wenigstens
17,43 W/m² * 0,279 = 4,86 W/m² betragen.

Warum „wenigstens“? Die Atmosphäre auf dem Mars ist kälter als die auf der Erde, d.h. die Frequenzbande der CO2-Moleküle ist auf dem Mars seltener thermisch angeregt, so dass sie sich leichter durch Strahlung anregen lässt.

Die NASA gibt die Schwarzkörpertemperatur des Mars mit 209,8K an und die mittlere Temperatur der bodennahen Atmosphäre mit ~ 210K.

nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html

Der Treibhauseffekt auf dem Mars beträgt also gerade einmal ~0,2°C, obwohl eine marsianische Atmosphärensäule 26 mal mehr CO2 enthält als eine irdische!

Gemäß dem Treibhausmodell erhält man für den Mars bei einem ε=0,007, dass sich eine Ts = 210,01K einstellt und eine Ta = 176,60K. 210,01 K entspricht einer Strahlung von 110,29 W/m². Gegenüber ε=0 ergibt sich eine Strahlungsänderung von 0,38 W/m² . Gehen wir wohlwollend von 210,5K aus, ergibt sich eine Strahlung von 111,32 W/m². Gegenüber ε=0 ergibt sich eine Strahlungsänderung von 1,41 W/m² .

Gegenüber dem von der Erde hergeleiteten Wert für die Rückstrahlung von 4,86 W/m² ergibt sich ein Fehlerfaktor von wenigstens 3,4 eher von 12,8. Und hierbei ist noch nicht einmal der Sekundäreffekt auf dem Mars berücksichtigt, denn der Mars enthält (dünne) Eiswolken, deren Konzentration sich bei Erwärmung vergrößern würde.

Wieder einmal zeigt sich bei näherer Betrachtung, dass der Treibhauseffekt des anthropogenen CO2 gewaltig überschätzt wird, mindestens um den Faktor 3,4.

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