Update: Rückstrahlung der Treibhausgase (oder IR-Aktiven Gase) messen

Nach einem schönen Frühlingstag ist die Luft endlich so warm, dass mein bis -60°C reichendes Infrarot-Thermometer auch die Rückstrahlung der Treibhausgase bei klarem Himmel messen kann.

Lufttemperatur 12° im Schatten

Senkrecht in den Klaren Himmel: -55 bis - 60°C
45° in den klaren Himmel: ca 30°C
Senkrecht neben dem Klaren Himmel auf eine dunkle Wolke: -13°C
Senkrecht auf ein helle Wolke, aus der Sonnenlicht durchsickert: - 35°C
45°C auf eine dunkle Wolke: -5°C


Hier nochmal das Ganze mit Erklärungsversuchen:

Senkrecht in den klaren Himmel: -55 bis - 60°C (213 Kelvin)
>>> Endlich haben sich die Treibhausgase soweit erwärmt dass ihre IR-Strahlung ausreicht, um eine Reaktion auf meinem IR-Thermometer auszulösen.

45° Neigung in den klaren Himmel: ca -35°C (248 K)
>>> Der Thermometer empfängt mehr Strahlen aus dem unteren Bereich der Atmosphäre, wo es wärmer ist und die Energiemenge demzufolge höher.

Senkrecht neben dem klaren Himmel auf eine dunkle Wolke: -13°C (260 K)
>>> Der Unterschied von über 40°C zwischen einer Wolkenunterseite und dem klaren Himmel ist schon verblüffend. Wassertröpfchen (Wolken): hohe Rückstrahlung. Unsichbare Treibhausgase einschl. Wasserdampf: relativ niedrige Rückstrahlung.
Zusätzlich befinden sich die Wolken ja im unteren Bereich der Atmosphäre, wo die Temperatur höher ist als im oberen Bereich (Top of Atmosphere / TOA) bei bis über 10 km Höhe.

Senkrecht auf ein helle Wolke, aus der Sonnenlicht durchsickert: - 35°C (248 K)
>>> Das ist eine interessante Erfahrung. Normalerweise könnte ja man meinen, dass das einfallende Sonnenlicht die Temperatur stärker ansteigen lässt. Aber die helle Wolke bleibt ca. 20°C kühler als die dunkle. Warum?
1. Das IR-Thermometer reagiert anscheinend wirklich nicht auf Sonnenlicht, was auch so sein soll.
2. Die durchscheinende Wolke fängt weniger IR-Strahlen auf und sendet auch weniger zurück

45°C auf eine dunkle Wolke: -5°C (268 K)
>>> Zusätzlich zur Rückstrahlung aus der dunkeln Wolke addiert sich die IR-Strahlung der unsichtbaren klimaaktiven Gase aus den unteren, wärmeren Atmosphärenschichten.

Somit scheint die Theorie mit der Beobachtung übereinzustimmen:

• Klimaaktive Gase strahlen IR Strahlung gleichmäßig in alle Richtungen ab
• Je niedriger die Schichten sind, desto höher ist die Energiedichte
• Wassertröpfchen (Wolken) strahlen stärker zurück, als die unsichtbaren Klimaaktivengase, sind also vor allem nachts eine gute Wärmeisolierung der Erde.

Anmerkung 1: Hiermit wird weder ein katastrophale Klimaerwärmung bewiesen, noch dass eine Zunahme des CO2-Gehalts die Temperatur ansteigen lässt.

Anmerkung 2: Bei Kritik an meinen Ausführungen bitte keine Rundumschlag abgeben, sondern exakt zitieren und sachliche Kritik üben.

Nachweis von Infraroter Strahlung aus der Atmosphäre durch IR-Thermometer

Nachweis von Infraroter Strahlung aus der Atmosphäre durch IR-Thermometer. Annahme: 1. Die Atmosphärenanteile Wasserdampf, Wasser in Tröpfchenform, CO2 und Methan nehmen infrarote Strahlung auf und geben sie zeitversetzt entweder

a) durch Infrarote Strahlung in eine zufällige Richtung oder

b) durch Kontakt-Kollision an ein anderes Atmosphärisches Molekül einschließlich O2 und N2 ab.

O2 und N2 können Wärme durch IR-Strahlung weder aufnehmen noch abgeben, sondern nur durch Kontaktkollission.

Es ist davon auszugehen, dass die von der Erdoberfläche ausgehende IR-Strahlung auf die vorhandenen Teilchen auftreffen und diese auch wieder Strahlung zurücksenden. Demnach müsste eine Strahlung aus der Atmosphäre messbar sein.

VERSUCHSAUfBAU:

Infrarot-Thermometer der gehobenen Klasse, Messbereich -60°C bis + 550°C. Messwinkel 1:12

Funktionsweise: Gerät funktioniert durch Vergleich der Eigen/Umgebungstemperatur mit der eingehenden Strahlung mittels einer Thermosäule. Einflüsse durch sichtbares und Sonnenlicht werden weitestgehend abgeschirmt.

Gerät funktioniert nicht durch Direktkontakt und nicht unter Wasser. Infrarote Strahlen können nicht durch Glas hindurch, deshalb wird die Wärmeabstrahlung des Glases gemessen. PE-Folien können teilweise durchdrungen werden.

Voraussetzung: Die Hintergrundstrahlung des Weltalls liegt ca. 3°C über dem absoluten Nullpunkt, also ca. 3 Kelvin oder -270°C. Das ist ein durch Satellitenmessungen allgemein anerkannter Wert. Er liegt damit über 200°C niedriger als das o.g. Thermometer messen kann. Wenn das Thermometer etwas anzeigt, dann ist tatsächlich eine nennenswerte IR-Strahlung Richtung Erdoberfläche vorhanden.

Messungen:

Bodentemperatur ca 0°- 10°C

1. Bedeckter Himmel
senkrecht: ca. -10 bis -5°C
Richtung 45° zum Himmel: ca. -5 bis 0°C
15° über dem Horizont: ca. 0 bis 5°C

2. bei klarem Himmel:

-Senkrecht:  Tiefer als 60°C
-45°C zum Himmel: Kommt in den Messbereich des Thermometers ca. -30 bis -50°C
-15°über dem Horizont 0 bis -20°C

Schlussfolgerungen
a) Bei bedecktem Himmel dominieren die Wolken (Wassertröpfchen)und senden deutlich stärkere IR-Strahlung als bei klarem Himmel aus.

b) bei klarem Himmel (ohne Wassertröpfchen) ist die IR-Strahlung wesentlich geringer, der Thermometer zeigt zig Grade weniger an. Die Wassertröpfchen des bedeckten Himmles senden eine sehr deutliche und kräftige IR-Strahlung aus.

c) Bei Neigung des Messwinkels auf 45° oder bis auf 15° über dem Horizont geht eine deutlich stärkere Strahlung ein als beim Messen senkrecht nach oben. Senkrecht beträgt die Strecke bis zum oberen Ende der Atmosphäre ca. 10 KM, bei Neigung 15° ü. Horizont sind es ca. 40 KM, wobei vermehrt Strahlung aus der unteren und wärmeren Atmosphäre eintrifft.

Durch die Messergebnisse ist anzunehmen, dass die o.g. Atmosphärenbestandteile tatsächlich in Richtung Erdoberfläche zurückstrahlen, wobei Wolken (Wassertröpfchen) einen sehr viel stärkeren Anteil ausmachen. Das lässt sich auch durch die allgemeine Beobachtung bestätigen, dass ein Wolkige himmel wärmere Nächte mit sich bringt als ein klarer Nachthimmel.

Damit lassen sich die im Laboratorium erforschten Eigenschaften der klimasensitiven Anteile der Atmosphäre auch auf die Realität übertragen.

Keine Aussage ist darüber zu machen:
- Wie stark der Einfluss der Rückstrahlung auf das Klima ist.
- Welche Wärmeflüsse ansonsten in der Atmosphäre stattfinden.
- ob eine Erhöhung des CO2-Gehalts die Atmosphäre stark oder auch nur signifikant erwärmt.

Im Sommer wurden auch bei senkrechtem Messungen und wolkenlosem Himmel Temperaturen von - 20°C und höher gemessen - es kommt also auch da tatsächlich IR-Strahlung aus den unsichtbaren Teichen der Atmosphäre an.

Soweit mal die Theorie und die Messungen.