Erde als schwarzer Strahler

Wissenschaft Wetter & Meteorologie
#1

Hi,

Ich: Hobbyklimabeobachter, Freidenker mit Aneckpotential:

Ein Leserbrief über ein Klimaproblem, in der Öffentlichkeit undiskutierten Thema des Temperaturgleichgewichtes, spricht von der Erdoberfläche vereinfacht als schwarzer Strahler.

Nach meinem Kennnisstand ist für den Wärmehaushalt der Erde 2/3 die Erdwärme und 1/3 die Sonneneinstrahlung bislang zuständig. Nach dieser Aufteilung muss die Erde immer kälter werden, wenn die Sonneneinstrahlung Konstant bleibt.
Nun wird ein Teil der gebundenen Wärmeenergie (fossile und Atomkraft) künstlich zunehmend freigesetzt.

Nach der Kernaussage des Artikels würde sich bei einem schwarzen Strahler mit zunehmender konstanter Energiezuführung ein neuer Gleichgewichtszustand einstellen, die in eine neue (höhere) Gleichgewichtstemperatur endet.
(Stefan-Boltzmann-Gesetz T^4-Gesetz)
Woher die Wärme kommt ist dabei beliebig.

Für die Fläche Deutschlands (Stand 1990) würde inklusive einen Korrekturfaktors (kein idealer schwarer Strahler) eine neue Gleichgewichtstemperatur von +0,4K errechnet. Das soll schon die Hälfte der beobachteten Veränderung ausmachen.

Sind meine Eingangsinformationen aktuell?

Ist dieses Modell übertragbar, da hier nur die lokale Temperatur berücksichtigt wird?

Gibt es Weltmodellrechnungen dazu?

Wenn die Wärmeerzeugung ein Teil in der Bilanz des Problems ist, kann die Debattte um Klimagase nicht alleine zu Lösung beitragen, oder?

vlg MC

#2

Hallo,
bei einem schwarzen Strahler wird komplette Absorption von EM-Strahlung angenommen. Ein Blick aus dem Fenster, insbesondere im Winter wird dir aber sicher zeigen, dass das bei der Erde nicht so ganz, um nicht zu sagen gar nicht, zutrifft.
Du erinnerst dich bestimmt noch an den starken Frost in diesem Winter. Dieser wurde maßgeblich durch zwei Dinge verursacht:

  1. wolkenloser Himmel, also keine Reflexion von EM-Strahlung zur Erde hin
  2. geschlossene Schneedecke, also starke Reflexion der EM-Strahlung ins All.
    Dieses Beispiel zeigt sehr gut, dass das Modell schwarzer Strahler nicht zutrifft.

Und was genau meinst du mit Eigenwärme?

MfG

#3

Moin,

Ich: Hobbyklimabeobachter, Freidenker mit Aneckpotential:

wundert mich nicht…

Nach meinem Kennnisstand ist für den Wärmehaushalt der Erde
2/3 die Erdwärme und 1/3 die Sonneneinstrahlung bislang

Das widerspricht meinem Kenntnisstand…
Wärmefluß aus der Erde: 0,05 W/m^2 http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie
Wärmefluß von der Sonne: 300W/m^2 (Solarkonstante auf Erdoberfläche verteilt)

und nun?

Gruß,
Ingo

#4

Hi,

Ich: Hobbyklimabeobachter, Freidenker mit Aneckpotential:

wundert mich nicht…

Das war nur eine Mitteilung um nicht gleich (sondern später) in der Luft zerrissen zu werden… :wink:

Nach meinem Kennnisstand ist für den Wärmehaushalt der Erde
2/3 die Erdwärme und 1/3 die Sonneneinstrahlung bislang

Das widerspricht meinem Kenntnisstand…
Wärmefluß aus der Erde: 0,05 W/m^2
http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie
Wärmefluß von der Sonne: 300W/m^2 (Solarkonstante auf
Erdoberfläche verteilt)

und nun?

Danke, deshalb die Erläuterungen. Von irgendwoher hatte ich diese alte Info. Der Link hilft gut weiter.

vlg MC

#5

Hi,

bei einem schwarzen Strahler wird komplette Absorption von
EM-Strahlung angenommen. Ein Blick aus dem Fenster,
insbesondere im Winter wird dir aber sicher zeigen, dass das
bei der Erde nicht so ganz, um nicht zu sagen gar nicht,
zutrifft.

Deshalb wurde auch (in vierten Absatz) ein Korrekturfaktor eingeführt.

Du erinnerst dich bestimmt noch an den starken Frost in diesem
Winter. Dieser wurde maßgeblich durch zwei Dinge verursacht:

  1. wolkenloser Himmel, also keine Reflexion von EM-Strahlung
    zur Erde hin
  2. geschlossene Schneedecke, also starke Reflexion der
    EM-Strahlung ins All.
    Dieses Beispiel zeigt sehr gut, dass das Modell schwarzer
    Strahler nicht zutrifft.

Wenn die externe Wärmeaufnahme (wodurch auch immer) verringert wird, müsste sich auch die Gleichgewichtstemperatur neu einstellen, wenn die übrigen Wärmelieferanten konstant bleiben. Das war ein Grundgedanke.

Und was genau meinst du mit Eigenwärme?

Eigenwärem es Planeten Erde. Immerhin kann ab ca. 800m Tiefe schon ca. 40°C betragen, tendenz steigend mit zunehmender Tiefe. In oberflächennahen Höhlen soll eine nahezu gleichmäßige Temperatur von 18°C herrschen.

vlg MC

#6

Hi,

Ich: Hobbyklimabeobachter, Freidenker mit Aneckpotential:

wundert mich nicht…

Nach meinem Kennnisstand ist für den Wärmehaushalt der Erde
2/3 die Erdwärme und 1/3 die Sonneneinstrahlung bislang

Das widerspricht meinem Kenntnisstand…
Wärmefluß aus der Erde: 0,05 W/m^2
http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie
Wärmefluß von der Sonne: 300W/m^2 (Solarkonstante auf
Erdoberfläche verteilt)

und nun?

Die Erdwärme hält die Oberflächentemperatur auf ein hohes Wärmenievau, ggf. auch ohne Wärmefluß in die Luft. Laut Link von oben ist 99% der Erdmasse Wärmer als 100°C.
Der Wärmefluß wäre größer, wenn die Atmosphärentemperatur (wodurch auch immer) geringer wäre. Eine neue Gleichgewichtstemperatur würde sich einstellen. Ebenso in einem umgekehrten Fall.

Die entscheidene Frage wäre also läßt sich eine neue zukünftige Gelichgewichtstemperatur berechnen, bzw. simulieren?

vlg MC

#7

Hallo,

[…]Wärmenievau, ggf. auch ohne Wärmefluß in die Luft. Laut Link
von oben ist 99% der Erdmasse Wärmer als 100°C.

es dürften sogar weitaus mehr als 99% sein, aber das spielt praktisch keine Rolle. Wichtig ist, wieviel dieser Wärme schlussendlich nach außen gelangt und hier wird die Sache beliebig kompliziert. Wenn du dir den Geothermischen Gradienten an unterschiedlichen Orten ansiehst, hast du dort sehr große Schwankungen. Je nach dem, wie dick dort die Kruste ist, oder ob sich irgendwelche Plumes in der Nähe befinden.
(-> http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermische_Tiefenstufe)
Dazu kommt noch, dass unterschiedliche Materialien die Wärme unterschiedlich gut isolieren.
Solange aber nicht gerade irgendwo ein Vulkan ausbricht dürfte der Wärmefluss sicher geringer sein als die Strahlungswärme durch die Sonne.

MfG

#8

Nach meinem Kennnisstand ist für den Wärmehaushalt der Erde
2/3 die Erdwärme und 1/3 die Sonneneinstrahlung bislang
zuständig.

Das ist aber eben falsch. Fast der gesamte Wärmeeintrag für die Atmosphärentemperatur stammt von der Sonne. Die Erwärme ist dabei vernachlässigbar klein und wird sich auf Millionen von Jahren auch nicht wesentlich ändern.
Von daher sind deine ganzen Folgerungen so nicht richtig, da sie von falschen Voraussetzungen ausgehen.

#9

Hi,

[…]Wärmenievau, ggf. auch ohne Wärmefluß in die Luft. Laut Link
von oben ist 99% der Erdmasse Wärmer als 100°C.

es dürften sogar weitaus mehr als 99% sein, aber das spielt
praktisch keine Rolle. Wichtig ist, wieviel dieser Wärme
schlussendlich nach außen gelangt und hier wird die Sache
beliebig kompliziert. Wenn du dir den Geothermischen
Gradienten an unterschiedlichen Orten ansiehst, hast du dort
sehr große Schwankungen. Je nach dem, wie dick dort die Kruste
ist, oder ob sich irgendwelche Plumes in der Nähe befinden.
(-> http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermische_Tiefenstufe)
Dazu kommt noch, dass unterschiedliche Materialien die Wärme
unterschiedlich gut isolieren.

Gut, deshalb könnte zB ein Land, oder der ganze Planet betrachtet werden. Die Jahreszeiten könnten (grob?) gemittelt werden.

Solange aber nicht gerade irgendwo ein Vulkan ausbricht dürfte
der Wärmefluss sicher geringer sein als die Strahlungswärme
durch die Sonne.

Die Erdwärme hält zumindest die Bodentemperatur im weitesten Sinne konstant. Sie ist damit ein Sabilisierungsfaktor bez. Meeres- und Oberflächentemperaturen.

Der Eintrag der ausserirdischen Energien auf die Gashülle ist größer, OK. Wäre die Erd(eigen)wärme geringer, müsste die Außenenergie größer sein um die gleichen Gashüllentemperatur(-en) zu erreichen.

Spekulation in anderer Richtung:
Inwieweit ist es möglich, dass die Erdmasse einen Teil der erhöhten Lufttemperaturen kompensiert, dh Wärme aufnimmt und in sich speichert, ähnlich wie Gewässer. Wenn ja, wieviel würde diese Wärmekapazität in welcher Zeit (grob geschätzt) ermöglichen?
Kann dies ein relevater Faktor sein?

vlg MC