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.