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„Eine Verminderung der Kohlendioxid-Emission um 40 % ist nicht möglich.“

Aus den dargelegten Befunden kann der Schluss gezogen werden, dass eine Besteuerung der Kohlendioxidproduktion in Gestalt des Emissionszertifikathandels keinen Einfluss auf das Wetter hat. Eine Verminderung der Kohlendioxid-Emission um 40 % ist nicht möglich.

Das ist das vorweggenomme Fazit der folgenden Schrift.

Der Internationaler Arbeitskreis für Verantwortung in der Gesellschaft e.V. hat schon vor Jahren eine Schrift veröffentlicht, die deutlich macht, dass noch gar nichts wirklich geklärt ist.

Kohlendioxid in der Atmosphäre (Quelle) / Stand: 01.07.2007

Kohlendioxid ist der wichtigste Pflanzennährstoff und zu einem sehr geringen Anteil in der Atmosphäre enthalten. Der vielfach behauptete Einfluss der technischen Kohlendioxid-Emission auf das Klima ist wissenschaftlich nicht hinreichend belegbar.

Inhalt
1. Wärmeabgabe der Erdoberfläche
2. Infrarot-Absorption durch Kohlendioxids
3. Absorptionslängen des Kohlendioxids
4. Gasanalyse der Luft mit chemischen Methoden
5. Zusammenfassung
6. Quellen

Wärmeabgabe der Erdoberfläche

Die Solarkonstante von 1367 W/m2 ist die Strahlungsleistung der Sonne oberhalb der Atmosphäre. Die auf der Erdoberfläche eintreffenden Solarstrahlung würde ohne Atmosphäre aus geometrischen Gründen 25% der Solarkonstante betragen. Hiervon muss jedoch die in den Weltraum durch die Atmosphäre reflektierte Solarstrahlung abgezogen werden.

Etwa die Hälfte der Solarkonstante wird von der Erdoberfläche absorbiert. Dieser absorbierte Betrag von 171 W/m2 wird zur Erhaltung des Temperaturgleichgewichtes wiederum abgegeben als Infrarotstrahlung von 68 W/m2 , Verdampfungswärme von 82 W/m2 und Konvektionswärme von 20 W/m2 . Diese Werte sind grobe Schätzungen, da die stark schwankende Wolkenbedeckung einen wesentlichen Einfluss ausübt.

Die Oberfläche der Erde beträgt 5,1 x 1014 m². Die Leistung von 1 W/m2 entspricht einer täglichen Energieabgabe der Erdoberfläche von 122,4 x 1014 kWh. Die Erdoberfläche gibt demnach täglich einen Energiebetrag von 8323 x 1014 kWh als IR-Strahlung ab.

Nimmt man eine homogene Temperatur der Erde von 15° C an, dann emittiert sie nach Stefan Boltzmann insgesamt eine Energie von 390 W/m2 . Das Wellenlängenmaximum liegt entsprechend dem Wienschen Verschiebungsgesetz bei 10 Mikrometer, also genau im „atmosphärischen Fenster“ zwischen 7 und 13 Mikrometer. Dadurch entweicht nachts die tagsüber eingestrahlte Wärmeenergie.

1. Infrarot-Absorption durch Kohlendioxids

Die Erdoberfläche sendet ein Kontinuum von IR-Strahlen aus. Durch Kohlendioxid wird vor allem Strahlung der Wellenlänge von 15 µm absorbiert. Misst man die der IR-Absorption durch Kohlendioxid entsprechende Fläche aus, so findet man eine IR-Absorption durch Kohlendioxid von 3-4% der Erdemission. (G43, K42, S07)

Im Sinne der Quantenmechanik fangen die Kohlendioxid-Moleküle der Luft bei der Absorption von Infrarot-Strahlung der Erdoberfläche Photonen einer bestimmten Energie ein. Dabei wird auf das Molekül die Energie des Photons übertragen. Das Molekül wird angeregt, die Amplituden der Bindungs- und der Biegeschwingung vergrößern sich.

Das Molekül hat die Tendenz, wieder in den Ausgangszustand überzugehen. Hierbei sendet entweder das Molekül ein Photon aus (Strahlungsemission) oder es wandelt bei einem Stoß mit einem anderen Molekül die Anregungsenergie in kinetische Energie der zusammenstoßenden Moleküle um, was als „Thermalisierung“ bezeichnet wird.

Ist die Verweildauer länger als die Kollisionszeit (Zeit für die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit einem anderen Teilchen), wird die absorbierte Energie nicht abgestrahlt sondern durch Kollision an andere Teilchen übertragen. Durch Zusammenstöße erhöht sich dabei die Geschwindigkeit der Moleküle, was gleichbedeutend mit einer Temperaturerhöhung ist. Das ist vor allem in der unteren Atmosphäre der Fall. Hier herrscht eine hohe Teilchendichte und Teilchengeschwindigkeit vor und die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit dem umgebenden Luftmolekülen ist hundertfach höher als die einer Strahlungsemission. (M07)

Praktisch die gesamte vom Kohlendioxid der Luft absorbierte IR-Energie wird thermalisiert. „Eine direkte Wärmerückstrahlung zur Erdoberfläche ist nahezu ausgeschlossen.“ (M07) Makroskopisch erwärmen sich die Gasbereiche, die thermalisierte Photonen aufgenommen haben, dehnen sich dadurch aus, werden leichter, steigen empor und kühlen sich dabei ab. Auch der geringe Anteil an Strahlungsemission wird durch andere Moleküle thermalisiert. Demnach erwärmt sich die Erdoberfläche nicht infolge einer Emission von IRStrahlen durch Kohlendioxid.

2. Absorptionslängen des Kohlendioxids

Unter Absorptionslänge versteht man diejenige Weglänge in einem Medium, auf der die Intensität einer Strahlung nach dem Lambert-Beerschen Gesetz auf den Bruchteil 1/e = 0,37 % der ursprünglichen Intensität abgefallen ist. Nach S04 beträgt die Absorptionslänge für die 15,3 µm-Bande bei einer Kohlendioxid-Konzentration von 200 ppmv 1,5 km, bei 250 ppmv 1,2 km, bei 300 ppmv 1,0 km, bei 350 ppmv 0,9 km und bei 400 ppmv 0,8 km (E07).

Die Erdoberfläche emittiert Infrarot(IR)-Strahlung. „Die Erdoberfläche und die Atmosphäre werden durch die elektromagnetische Strahlung der Sonne erwärmt. Gleichzeitig senden sie langwellige Wärmestrahlung in den Weltraum aus“ (S88:186). „Die Strahlungsbilanz zwischen Erdoberfläche und der freien Atmosphäre ist äußerst kompliziert“ (S88:187). Von der Erde werden etwa 3 % der Infrarot-Strahlung mit einer von Kohlendioxid absorbierbaren Wellenlänge emittiert.

Aufgrund des Lambert-Beerschen Gesetzes ist die Absorption der durch Kohlendioxid absorbierbaren 4,3 µm- und der 15,3 µm-Bande der IR-Emission der Erdoberfläche bei der heutigen Kohlendioxid-Konzentration der Luft bereits in 100 m Höhe praktisch vollständig. Eine Erhöhung der Kohlendioxid-Konzentration der Luft würde deshalb keine Erhöhung der IR-Absorption und somit auch keine Erhöhung der Lufttemperatur bewirken (D07).

Da die CO2-Absorptionsbanden weitgehend gesättigt sind, nimmt der Treibhauseffekt durch zusätzliches CO2 nur noch mit dem Logarithmus der CO2-Konzentration zu, so dass sich die Temperatur der Erde bei jeder Verdoppelung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre jeweils nur um den gleichen Betrag erhöht (S88:191).

Nach den offiziellen Zahlen des IPCC erhöht sich der Treibhauseffekt bei einer Kohlendioxid-Steigerung von 100 % (Verdopplung) um nur 1,2 %. „Da die CO2-Absorptionsbanden weitgehend gesättigt sind, nimmt der Treibhauseffekt durch zusätzliches CO2 nur noch mit dem Logarithmus der CO2-Konzentration zu, so dass sich die Temperatur der Erde bei jeder Verdoppelung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre jeweils nur um den gleichen Betrag erhöht“ (S88:191).

Berechnungen zeigen, dass eine typische Atmosphäre mit dem normalen Partialdruck von Kohlendioxid und mit einer 50-prozentigen Wasserdampfsättigung schon nach 100 m Weglänge 72,8 % der Strahlung von der Erdoberfläche absorbiert hat. Verdoppelt man in dieser Atmosphäre den Kohlendioxid-Gehalt, so erhöht sich die Absorption von 72,8 % auf 73,5 %. Die winzige Erhöhung um 0,7 % bei Kohlendioxid-Verdoppelung zeigt an, wie nahe die sogenannte Treibhauswirkung an einer Sättigung durch Kohlendioxid – im Zusammenwirken mit dem stets vorhandenen Wasserdampf – bereits jetzt ist (A02).

3. Gasanalyse der Luft mit chemischen Methoden

Offensichtlich steigt der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre an. Von 1958-2001 wurde auf Mauna Loa ein Anstieg von 315-370 ppm, also um 17%, gemessen. Auch von 1940-1975 nahm der der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre zu, obwohl in diesem Zeitraum die globale Atmosphärentemperatur um 0,2 °C sank (A02). Es wir angenommen, dass die technische Kohlendioxid-Emission einen erhöhten Kohlendioxidgehalt und dadurch eine globale Erwärmung der Atmosphäre hervorruft.

Der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre schwankt stark. In den Jahren 1825, 1857 und 1942 waren die Kohlendioxid-Gehalte der Atmosphäre deutlich höher als heute (B07).

4. Zusammenfassung

Bei der Verbrennung von Kohlenstoff, aber auch beim Brennen von Kalk bei der Zementherstellung entsteht Kohlendioxid. Kohlendioxid wird jedoch auch durch Organismen wie Bakterien, Insekten, Pflanzen bei Nacht, Säugetiere und Menschen infolge der Atmung produziert. Ferner entweicht Kohlendioxid bei geologischen Ausgasungen oder bei Erhöhung der Wassertemperatur in die Atmosphäre. Der Anteil des technischen Kohlendioxids an der Gesamtemission beträgt etwa 1,2 % (G05).

Durch einen einjährigen Kohlendioxid-Emissionszertifikathandel wurde eine etwa 1 %-ige Senkung der technischen Kohlendioxidproduktion erreicht, d. h. eine Senkung der Gesamtemission um 0,012 %.

Die Atmosphäre ist keine Kohlendioxidsenke. Vielmehr steht der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in einem Gleichgewicht mit der Kohlendioxidaufnahme der Flora und dem Kohlendioxidgehalt der Gewässer.

Aus den dargelegten Befunden kann der Schluss gezogen werden, dass eine Besteuerung der Kohlendioxidproduktion in Gestalt des Emissionszertifikathandels keinen Einfluss auf das Wetter hat. Eine Verminderung der Kohlendioxid-Emission um 40 % ist nicht möglich.

5. Quellen

A02 Alvensleben; A. von Kohlendioxid und Klima; http://www.schulphysik.de/klima/alvens/klima.html (2002) [Seite ist inzwischen nicht mehr vorhanden]
B01 Barrett,J. Spectrochim. Acta Part A, 51, 415(1995); cit. H98
B07 Beck,H.-G. 180 Jahre
CO2 Gasanalyse der Luft mit chemischen Methoden; Energy and Environment 18(02)(2007)
D00 Dietze,P. (2000) IPCC’s Most Essential Model Errors;
www.john-daly.com/forcing/moderr.htm
D04 Schuster,N., Kolobrodov,V. (2004) Infrarot-Thermographie; G. Wiley-VCH, Berlin u.a.
D07 Doleys, W. (2007) Persönliche Mitteilung
E07 Ebel,J. (2007) Persönliche Mitteilung
E07b Egert,P. Persönliche Mitteilung (30.04.2007)
F97 Flohn,H. (1987) Bild der Wissenschaft; 12; S. 132
G05 Golz,C. (2005) Umweltbundesamt; Persönliche Mitteilung vom 10.08.2005
G43 Grimsehl-Tomaschek (1943) Lehrbuch der Physik; Teubner .
H98 Hug,H. (1998) Die Klimakatastrophe – ein spektroskopisches Artefakt?
uploader.wuerzburg.de/mm-physik/klima/artefact.htm [Seite ist inzwischen nicht mehr vorhanden]
H02 Hug,H. (2002) Der CO2-Effekt oder die Spur einer Spur, Chemische Rundschau, Nr. 15/2002
H06 Hug,H. (2006) Die Angsttrompeter, Signum-Verlag, München 2006, S. 227
K42 Kohlrausch (1942) Praktische Physik; Teubner 4
M07 Müller,M. (2007) Tatsachen zum Treibhauseffekt und was in Wirklichkeit geschieht, home.arcor.de/meino/53531198c90bc2403/index.html [Seite ist nicht mehr vorhanden]
M98 Myhre,G.; Highwood,E.J; Shine,K.P.; Stordal, F. (1998) New Estimates of radiative forcing due to well mixed greenhouse gases; Geophys. Res. Lett. 25, 2715-2718 N07 NASA (2007), people.freenet.de/klima/wspeicher.htm (leg.2007) [Seite ist inzwischen nicht mehr vorhanden]
S04 Schuster,N., Kolobrodov,V.G. (2004) Infrarot-Thermographie; Wiley-VCH, Berlin u.a.
S07 Schulien,S. (2007) Persönliche Mitteilung S72 Schack,A. (1972) Phys. Blätter 1:26; Pers. Mitt. G.Gerlich 01/2007
S88 Schmidbauer,B. (1988) Erster Zwischenbericht der Enquetekommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre; Deutscher Bundestag Drucksache 11/3246
T06 Thieme,H. (2006) Die Erdatmosphäre – ein Wärmespeicher;
T07 Thieme,H.
S96 Stehlik, G. (2006) Was beeinflusst die Erdtemperatur wirklich?, KORONA Kassel; 34:11-28 h www.gerhard-stehlik.de
W07 Widener http://science.widener.edu/svb/ftir/intro_ir.html (leg.2007)
Da in Internetseiten häufig kein Datum angegeben wird, wurde das Jahr genannt, in welchem die Seite gelesen (legitur) wurde.

Bild1

Energiebilanz der Erde (T07)

Bild2

Bild 3

Absorptionsspektrum von Kohlendioxid. Bei 4,3 µm (2345 cm1 ) Schwingungen der CO-Bindungen. Bei 15,3 µm (654 cm1 ) Biegeschwingung (W07).

Kategorien:Gesellschaft Schlagwörter: , ,
  1. Martin Bartonitz
    Juli 10, 2019 um 9:11 pm

    Und gleich noch einen hinterher, mit der Falsifizierung des Treibhauseffekts, der uns in der Schule immer noch ins Gehirn gewaschen wird:

    Und gerne auch gleich noch der Link, den Horst ins Bild gehalten hat:
    http://www.biocab.org/Experiment_on_Greenhouse_Effect.pdf

  2. Juli 11, 2019 um 12:10 pm

    Weder bei dem angegebenen ‚Internationaler Arbeitskreis für Verantwortung in der Gesellschaft e.V.‘, noch bei dem Quellenlink lässt sich leider etwas finden.
    Beide Seiten weisen gerademal absolut nichts auf?!?

    • Martin Bartonitz
      Juli 11, 2019 um 5:18 pm

      Danke für den Hinweis. Habe die Links nochmals geprüft, korrigiert und markiert, welche Seiten nicht mehr erreichbar sind.

      Dabei habe ich noch diese interessante Seite gefunden:

      http://www.klimaforschung.net/

  1. Juli 10, 2019 um 8:41 pm

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