Exkurs: Über Alarmisten und Klimaskeptiker
Nur ganz kurz: Fast alle Menschen glauben, dass das Klima sich ändert, dass es in den letzten 100 Jahren wärmer geworden ist, und dass der Mensch durch Verbrennung fossiler Rohstoffe den CO2-Gehalt der Atmosphäre erhöht hat. Gestritten wird nur darüber, wieviel der Anteil des Menschen an der Erwärmung ist - und ob diese Erwärmung zur Katastrophe kommt - oder und zumindest gefährlich wird. Wer letzteres glaubt, wird Klimabefürworter oder Klimaalarmist genannt. Wer nicht glaubt, der wird Klimaleugner oder Skeptiker genannt. Sich selbst nennen sie sich auch Klimarealisten.
Jede Gruppierung hat eine Meinung und Überzeugung - und sucht nach Argumenten dafür. Nicht alle müssen stimmen. Ich beschäftige mich jetzt in loser Folge mit Skeptiker-Argumenten.
Die CO2-Konzentration ist zu gering als dass sie eine Wirkung haben könnte oder wie kürzlich in einem Artikel stand:
"Der Einfluss des Spurengases CO2 auf die Temperaturentwicklung ist dabei völlig nebensächlich, schon aus physikalischen Gründen, aber auch weil auf 10.000 Luftmoleküle nur 4 CO2-Moleküle kommen, da unsere Luft zu 78 % aus Stickstoff, 21 % Sauerstoff und nur zu 0,04 % (400 ppm) aus Kohlenstoffdioxid besteht."
CO2 hat heute einen Anteil von 400ppm in der Atmosphäre. Das sind 400 Teile pro Million, oder 0,4 Promille oder 0.04%. Vor 200 Jahren waren es ca 300 ppm. Aber es gab auch schon Zeiten mit 5000 ppm, und weiter zurück noch hatte die Atmosphäre der Erde viele Prozente CO2.
Nun könnte man meinen, dass CO2 mit so einer geringen Konzentration keinen Einfluss auf die Erdtemperatur haben kann. Dazu muss man zuerst mal die physikalische Wirkungsweise von CO2 kennen.
Fast alle Materialien in diesem Kosmos können Wärmestrahlen abgeben (emittieren) und empfangen (absorbieren) - außer den zweiatomigen Gasen wie O2 (also das Sauerstoff-Molekül) und N2 (das Stickstoffmolekül). CO2 ist dreiatomig und kann das. Trifft nun Wärmestrahlung, auch Infrarote Strahlung genannt, auf ein CO2-Molekül auf, nimmt es die Energie auf und wird wärmer. Im Nanosekundenbereich strahlt es diese Energie wieder infraot in eine zufällige Richtung ab - wenn es nicht zuvor mit einem anderen Molekül zusammengestoßen ist und dabei die Wärme abgegeben hat. Im Schnitt geht die Strahlung also je zur Hälfte nach oben und nach unten.
Die Atmosphäre besteht bis in ca. 10 km Höhe aus der Troposphäre - also dem gut durchmischten und recht dichten Teil. Darüber wird es dünn mit den Gasen.
Die Erdoberfläche wird von kurzwelligem Sonnenlicht erwärmt und gibt die Wärme als langwellige Wärmestrahlung wieder ab - Richtung Weltall, wo es recht kalt ist. Obwohl 1000e von Sternen dort leuchten, kommen uns nur läppische - 270°C entgegen, also 3°C über dem absoluten Nullpunkt, wo sich gar nichts mehr rührt. Man nennt das die Hintergrundstrahlung und Satelliten benutzen sie als Referenzmessung für ihre Thermometer, weil sie so schön gleichbleibend ist.
Nun haben wir also die warme Erdoberfläche und 10 km Atmosphäre mit 400ppm CO2 darüber. Es dürfte jedem klar sein, dass ein ausgehender Wärmestrahl sehr bald auf ein CO2-Molekül trifft. In einem Raumwürfel ist in jeder Richtung ein jedes 16. Molekül ein CO2. In der Praxis ist nach ca. 20m über dem Boden jeder Wärmestrahl absorbiert (- außer diejenigen, die durch das sogenannte Atmosphärische Fenster entwischen. Aber mehr dazu ein andermal).
Die erwärmten Moleküle strahlen also die Wärme nach oben und nach unten ab. Dabei treffen die Strahlen wieder andere Moleküle und es geht in einem Ping-Pong-Spiel auf und ab, aber letzt endlich kommt die Strahlung (innerhalb von Sekunden) doch am oberen Rand der Atmosphäre ab und strahlt von dort in den Weltraum. Auf Englisch heißt das Top Of Atmosphere (TOA). Für CO2 ist TOA schon nach ca. 10 km, denn danach ist nicht mehr, was die Wärmestrahlung bremst.
Nun kann man sich ja vorstellen, dass je mehr CO2 in der Atmosphäre ist, das Pingpongspiel der Wärmestrahlen, bis an TOA ankommen länger dauert, mehr davon wieder auf die Erde zurückgeworfen wird, und die Atmosphäre und unsere Erde etwas wärmer wird. Im Labor hat man das mal berechnet und herausgefunden, dass eine Verdoppelung der CO2-Konzentration die Temperatur der Erde um ca. 1,2°C ansteigen lässt. Aber nur, wenn sich sonst nichts ändert. Diesen Wert nennt man auch Klimasensitivität des CO2.
Also das Argument, dass CO2 in so geringer Konzentration gar keine Wirkung hat stimmt nicht.
Was wir hier nicht behandelt haben:
- welche anderen klima-aktiven Gase es sonst noch gibt und was sie bewirken
- welche andere Faktoren die Temperatur unserer Erde noch regeln könnte
Der australische Mathematiker David Evans hat dazu ein interessantes Modell entwickelt. Hier findet ihr meine deutsche Übersetzung seines Artikels.
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