Der "Treibhauseffekt"? - Eine physikalische Unmöglichkeit!

von Wolfgang Thüne

Der moderne Mensch ist wie sein Urahn vor Zehntausenden von Jahren unbarmherzig dem Wetter ausgeliefert. Trotz Erschließung der gigantischen Kernkraftenergie fehlt ihm die Kraft, steuernd in das globale Wettergeschehen einzugreifen. Die der Allgemeinen Zirkulation und damit der Wettermaschinerie zur Verfügung stehenden Energien sind nahezu unerschöpflich. Wetter und Leben bedurften des Befehls: "Es werde Licht!" In der Tat, ohne Sonne läuft nichts auf Erden. Rund um den Globus gehen pro Tag durchschnittlich allein 45 000 Gewitter nieder. Nur in diesen werden elektrische Energien mit der Sprengkraft von 20 A-Bomben des "Hiroshima" Typs umgesetzt. Pro Jahr sind dies fast 33 Millionen A-Bomben; sie würden mit ihren radioaktiven Strahlen jegliche Zivilisation auf Erden auslöschen, das Wetter benötigt jedoch noch weit mehr Energie, um richtig in Schwung zu kommen.

Im ursprünglichen Wortsinn heißt Wetter "Bewegung" und diese ist das Ergebnis der unermüdlichen Arbeit der Wärmekraftmaschine namens Atmosphäre, die wiederum des Motors Sonne bedarf. Sie hat keine leichte Arbeit zu leisten, denn spüren wir auch den Luftdruck nicht, so entspricht er doch einem Gewicht von etwa 1 kg/m2. Bei einer Oberfläche von 510 Millionen km2 entspricht dies einem Gesamtgewicht von 5600 Billionen Tonnen. Diese Masse will ständig in Bewegung gehalten werden und dazu braucht man enorm viel Energie. Woher erhält nun die Atmosphäre diese die ungeheuren Energiemengen? Ist die Atmosphäre selbst der Generator oder Motor, sind die "Treibhausgase" diese Energiequelle oder bedarf es einer externen Energiequelle, der Sonne?

Nach offizieller Meinung der internationalen Elite an "Klimaexperten", die in den Berichten des 'Intergovernmental Panel on Climate Change' der Vereinten Nationen niedergelegt ist, kommt die Sonne als Energiequelle kaum infrage. Nach ihren Berechnungen würde die Sonne bei der Annahme "Strahlungsgleichgewicht" auf der Erde nur eine "Strahlungstemperatur" von -18°C erzeugen. Die wirkliche "Globaltemperatur" betrage aber +15°C. Die Differenz von +33°C wird als "natürlicher Treibhauseffekt" bezeichnet und sei einzig und allein der "Gegenstrahlung" der "Treibhausgase" zu verdanken. Daraus leitet man ab, daß der Anstieg der "Globaltemperatur" um 0,7°C in den vergangenen 100 Jahren mit einer Sicherheit von 95 Prozent ursächlich auf den parallel dazu verlaufenden Anstieg des Kohlendioxid(CO2)-Gehaltes zurückzuführen sei und damit eindeutig den Industrienationen zugeordnet werden könne. Der drohenden globalen "Klimakatastrophe" infolge der anthropogenen CO2-Emissionen und der dadurch provozierten "Erderwärmung" könne, wenn überhaupt, nur noch durch eine international koordinierte und völkerrechtlich verpflichtende drastische CO2-Reduktionspolitik entgegen gesteuert werden. Andernfalls drohten der Menschheit "Sintflut" und "Treibhaushölle" zugleich!

Im Schutze dieses internationalen "Konsenses", niedergelegt in der 1992 in Rio de Janeiro verabschiedeten "Klimarahmenkonvention", gehen manche "Klimaexperten" gar soweit zu behaupten, die Atmosphäre hätte die Funktion eines "wärmenden Strahlungsmantels". Diese Aussage wird mit dem Hinweis untermauert, daß ohne "natürlichen Treibhauseffekt" der Planet "eiskalt" wäre, wir also der Arbeit der "Treibhausgase" das Leben auf der Erde verdanken würden. An diesem natürlichen "Wetter- und Klimagleichgewicht" versündige sich der Mensch durch seinen unersättlichen "fossilen" Energiehunger und unterminiere damit die Existenzvoraussetzungen für nachfolgende Generationen. Solche als "wissenschaftlich nachgewiesen" deklarierten Schuldvorwürfe verfehlten ihre publizistische Wirkung nicht. Zum Zwecke des "Klimaschutzes" wurde 1987 die Enquete-Kommission "Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre" einberufen und eigens ein neuer Politikzweig, die "Klimapolitik", ins Leben gerufen. Das hierfür von der Politik auserkorene Instrument heißt "Ökosteuer". Sie soll fortan das Klima schützen und die "Globaltemperatur" bei +15°C stabilisieren.

Doch "Wissenschaft und Politik" sollen hier strikt getrennt werden! Lassen wir also mal das Modell "Treibhaus" beiseite und befassen uns mit der Wirklichkeit. Die Hauptenergiequelle für alles Leben auf Erden ist die Sonne mit ihrer elektromagnetischen Strahlung. Das Strahlungsmaximum der Sonnenstrahlung liegt bei 0,47 m m im sichtbaren Bereich. Zum ultravioletten Teil des Spektrums nimmt die Strahlungsenergie rasch ab. Im Infrarot-Bereich ist die Energieabnahme durch eine flache Kurve gekennzeichnet und reicht bis etwa 3 m m. Die von der Erdoberfläche im Laufe des Tages aufgenommene oder absorbierte Strahlungsenergie wird in Wärme umgewandelt. Wasser, Felsen, Böden und Wälder erwärmen sich unterschiedlich und emittieren Objekt für Objekt sekundäre Wärmestrahlung in Wellenlängenbereichen des sogenannten für unsere Augen unsichtbaren Thermal-Infrarot. Das jeder Oberflächentemperatur zugehörige Wellenlängenmaximum läßt sich mit Hilfe des Wienschen Verschiebungsgesetzes berechnen. Nach Aussage der "Klimaexperten" kann diese Wärmestrahlung nicht in den Weltraum entweichen, weil sie wie an den Scheiben eines Gewächshauses durch die "Treibhausgase" absorbiert und dann zur Erde "re-emittiert" würden. Eine Zunahme an "Treibhausgasen" würde den schon gemessenen "Hitzestau" vergrößern.

An diesem Punkt drängt sich zunächst die Frage auf, wo die tagsüber eingestrahlte, von der Erdoberfläche absorbierte und dort gespeicherte Energie bleibt, warum nachts bei Windstille und wolkenlosem Himmel gerade in Bodennähe die Luft besonders stark abkühlt und sich regelmäßig Temperaturumkehrschichten oder Bodeninversionen ausbilden. Noch nie hat ein Meteorologe angesichts einer sternklaren Nacht eine Temperaturerhöhung vorhergesagt. Umgekehrtes ist auch noch nie gemessen worden, weil es ihn nicht gibt, den "wärmenden Strahlungsmantel" Atmosphäre. Jedes Gewächshaus kühlt nach Sonnenuntergang nachts aus, weil es den "Treibhauseffekt" nicht gibt. Auch das als Modell zitierte Auto kühlt empfindlich aus und keine "Gegenstrahlung" verhindert die Tau- und Reifbildung auf dem Auto oder die Vereisung der Scheiben im Winter. Der Sprachgebrauch, mein Mantel "wärmt" mich, ist nicht korrekt. Physikalisch muß es heißen, mein Mantel verhindert eine zu rasche Abkühlung meines stets "Energie" abgebenden Körpers. Ein Auto ist zwar in praller Sonne geparkt ein momentanes "Wärmegefängnis", weil es erhitze Luft am schnellen konvektiven Entweichen verhindert. Es schützt seine Insassen aber keineswegs vor dem Erfrieren, wenn es ohne Benzin in Schneeverwehungen steckenbleibt, obgleich die Insassen kräftig Wasserdampf und Kohlendioxid ausatmen und eigene Körperwärme thermisch abstrahlen. Laut "Modell" sollte die infrarote Temperaturstrahlung einerseits vollständig von den Glasscheiben reflektiert und zudem von den "Treibhausgasen" wieder "re-emittiert" werden. Doch es kommt partout zu keinem "Hitzestau", im Gegenteil!

Zur Erklärung dieses "Treibhausparadoxes" ist nach dem Wesen "Wärme" zu fragen. Wärme ist eine Energieform, die bis ins 19. Jahrhundert hinein als gewichtsloser und unsichtbarer Stoff angesehen wurde. Erst Robert Mayer (1842) und mit ihm Joule, Helmholtz und Rumford erkannten, daß Wärme in mechanische Energie und mechanische Energie in Wärme verwandelt werden können. Das elektrische Wärmeäquivalent beträgt 1 Kalorie = 4,186 Joule. Nach heutiger Ansicht ist die Wärme gleich der Bewegungsenergie von atomaren Teilchen. Wärme ist also immer an die Existenz von Materie gebunden. Bei Kristallen besteht sie aus den Schwingungen der Atome gegeneinander, in Flüssigkeiten und Gasen a) aus der ungeordneten Bewegung oder Vibration der Moleküle, b) aus der Rotation der Moleküle und c) aus der gegenseitigen Schwingung (Oszillation) ihrer Atome. Eine gemessene Lufttemperatur hat nichts zu tun mit einer berechneten Strahlungstemperatur eines schwarzen Körpers!

Die Existenz von Wärme setzt die Existenz von beweglicher Materie voraus. Im Vakuum und beim absoluten Nullpunkt von -273°C oder O Kelvin gibt es keine Wärme. Wärme und Temperatur sind nicht identisch. Die Temperatur ist ein Qualitätsmaß und gibt die Intensität der Molekülbewegung an. Die Wärme ist ein stoffabhängiges Quantitätsmaß und wird durch dessen Wärmekapazität beschrieben. Wenn von der Erdoberfläche eine Temperaturabnahme mit der Höhe gemessen wird, sie beträgt in der "Standardatmosphäre" O,65°C pro 100 Meter, so kann nie und nimmer Wärme von "oben nach unten", d. h. von kalt nach warm fließen. Das verbietet eindeutig der 2. Hauptsatz der Wärmelehre! Schon Clausius formulierte um 1860, daß Wärme freiwillig nur von warm nach kalt aber nie umgekehrt fließen kann. Das ist auch Inhalt der 1822 von Fourier formulierten Wärmeleitungsgleichung. Es läßt sich festhalten: Die Erde gibt unentwegt Energie ab, sei es über die Wärmeleitung, die Wärmestrahlung oder die Konvektion!

Doch betrachten wir speziell die elektromagnetische Strahlung und den Einfluß von Gasen auf sie. Sie läßt sich als räumliche Ausbreitung von Energie in Form von Wellen oder als geradliniger Strom von Lichtteilchen (Photonen) auffassen. Der Grundcharakter aller elektromagnetischen Wellen ist gleich. Sie breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus und unterscheiden sich allein durch ihre Wellenlänge oder Frequenz und durch ihre Energie. Die Wellenstrahlung, die in der Natur ein kontinuierliches Band bildet, wird für die Fernerkundung in verschiedene Spektralbereiche aufgeteilt: Ultraviolett (O,27 bis 0,4 m m), sichtbares Licht (0,4 bis 0,78), nahes oder photographisches Infrarot (0,7 bis 0,9), reflektiertes oder mittleres Infrarot (0,7 bis 3), thermales Infrarot (3,5 bis 5 und 8 bis 14 m m) und Mikrowellen (0,3 bis 10 cm).

Beim Durchgang durch die Atmosphäre wird die von der Sonne kommende elektromagnetische Strahlung durch Partikel der Atmosphäre beeinflußt. Es kommt zu Absorptionsvorgängen und Streuprozessen, welche die Intensität der Strahlung abschwächen und den Spektralcharakter der Strahlung verändern. Dies wird deutlich, wenn man die Spektralkurve der Sonnenstrahlung vor dem Erreichen der Atmosphäre und nach deren Durchqueren vergleicht. Neben einer allgemeinen Intensitätsminderung durch Streuung, der wir die blaue Himmelsfarbe verdanken, findet man in Teilbereichen des Spektrums eine mehr oder minder starke Auslöschung (Extinktion) der Strahlung. Sie wird hervorgerufen durch die Absorption von Strahlung durch atmosphärische Gase wie Ozon, Wasserdampf, Kohlendioxid und Sauerstoff. Die Absorption elektromagnetischer Strahlung in der Atmosphäre ist wellenlängenabhängig und stoffspezifisch.

Dasselbe gilt für die von der Erdoberfläche ausgesandte längerwellige oder infrarote elektromagnetische Strahlung. Auch für die Strahlung im Thermal-Infrarot ist die Atmosphäre in gewissen Wellenlängenbereichen transparent (diatherman) oder durchsichtig. Für Geländeaufnahmen oder die Objekterkundung von Flugzeugen oder Satelliten nutzt man das Fenster 3,5 bis 5 m m, aber insbesondere das Fenster 8 bis 14 m m. Insbesondere das letzte Fenster bezeichnete die Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages als stets "offenes atmosphärische Strahlungsfenster", das Oberflächentemperaturen von etwa -20 bis +50°C entspreche. Hier ist die Ursache für den starken nächtlichen Temperaturabfall bei Strahlungsnächten in Bodennähe zu suchen. Hier liegt auch die Begründung dafür, daß es keinen "natürlichen Treibhauseffekt" von +33°C geben kann und auch keinen zusätzlichen "anthropogenen Treibhauseffekt". Wenn das Kohlendioxid in dem 8 bis 14 m m - Fenster keine nennenswerten Absorptionslinien hat, dann kann es dieses unmöglich schließen.

Für die Fernerkundung im Thermal-Infrarot ist entscheidend, daß sich Materialien, die größere Mengen der einfallenden Sonnenenergie absorbieren, stärker erwärmen als Materialien, die einfallende Sonnenstrahlung weitgehend reflektieren. Von Bedeutung ist auch, daß sich die verschiedenen Untergründe in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Materialeigenschaften im Tagesverlauf schneller oder langsamer erwärmen und die tagsüber gespeicherte Wärme im Laufe der Nacht schneller oder langsamer wieder abgeben. Gesteine, Böden und Vegetationseinheiten unterschiedlichen Typs haben daher auch wie Gewässer zu bestimmten Tages- und Nachtzeiten unterschiedliche Oberflächentemperaturen. Dies macht man sich bei Gelände- und Stadtklimauntersuchungen zunutze, indem man gerne mittags zu Zeiten maximaler Einstrahlung und frühmorgens bei maximaler Ausstrahlung Geländeüberfliegungen mit Thermalbildaufnahmen mit Multispektral-Scannern macht. Bei Thermal-Scanner-Aufnahmen , bei denen die von den Geländeobjekten emittierte IR-Strahlung (8 bis 14 m m) erfaßt wird, werden Schwarzkörper mit bekannter Temperatur als Referenzquelle benutzt, beim Bendix-Flugzeug-Scanner z. B. zwei zwischen -10° und +40°C temperaturkontrollierte Schwarzkörper.

Die NASA benutzt für Testflüge zur Ermittlung der Spektraleigenschaften von Geländeobjekten einen 24-Kanal-Scanner. Der Spektralbereich, in dem Spektralintensitäten gemessen werden können, reicht bei diesem Aufnahmesystem vom UV (0,34 m m) bis zum Thermal-Infrarot (13 m m). Die emittierte Strahlung kann dabei mit einer Genauigkeit von 0,26 bis 0,72°C erfaßt werden. Bei modernen Infrarot-Kameras liegt die kleinste noch erfaßbare Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 0,1°C. Spionagesatelliten, die mit solchen hochauflösenden Kameras ausgerüstet sind, bleibt sprichwörtlich nichts verborgen, weder am Tage noch in der Nacht, denn sie sind auf das sichtbare Licht nicht angewiesen. Kein unterirdisches Raketensilo, kein getarnter Panzer bleibt dem Infrarot-Auge verborgen. Es ist unbestechlich!

Die These, es gäbe in etwa 6 km Höhe bei etwa -18°C bildhaft so etwas wie eine die Temperaturstrahlung der Erde total reflektierende Schicht, wird rein spektroskopisch ins Reich der Fabel verwiesen. Unwiderlegbare Fakten widerlegen die Behauptung, es gäbe einen "natürlichen Treibhauseffekt". Er ist physikalisch nicht vorhanden, ja er ist unmöglich, weil keine Gashülle die elektromagnetische Strahlung eines Schwarzkörpers wie die Erde total absorbieren und unter Verstärkung "re-emittieren" kann. Der "Treibhauseffekt" ist nur als perpetuum mobile der 2. Art vorstellbar, doch dieses bleibt für ewig ein anthropogener Wunschtraum. Hätte die Erde im "Strahlungsgleichgewicht" mit der Sonne eine Temperatur von -18°C, dann würde sie als Schwarzkörper eine Energie von 240 W/m2 emittieren oder abstrahlen. Die "Treibhausgase" müßten aber der Erde eine Energie von 390 W/m2 zustrahlen, damit diese auf eine "Globaltemperatur" von +15°C kommt. Dieses Wunder mag im Computer herbeigezaubert werden, die Natur und das Wetter jedenfalls vollbringen solch ein Wunder nicht.

Es geht spannend zu im "Treibhaus"! Es steckt voller Kuriositäten und Paradoxa!
Mehr dazu in meinem Buch "Der Treibhaus-Schwindel"!

Oppenheim, den 18. März 1999

Dr.Wolfgang Thüne, ehemaliger ZDF Wetterberichterstatter, jetzt Fachreferent im Umweltministerium RLP

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Kommentar von MM-Physik
In diesem Artikel stellt der Autor ähnlich wie in seinem Buch den Treibhauseffekt vollständig in Frage. Die Argumente klingen für den Laien sehr vernünftig dem Fachmann genügen die "Beweise" wohl weniger. Doch kommt Dr. Thüne das Verdienst zu, die Öffentlichkeit wachzurütteln und aufzuzeigen, daß am Global Warming Modell nicht Alles in Ordnung sein kann. Dafür bekam er ja auch einen Preis für Wissenschaftskritik in Nordrhein- Westfalen (Cui bono? Das Bundesland, das auf fossile Energieträger setzt, Kernenergie im derzeitigen Rot-grün Bündnis verteufelt und einer CO2 Problematik durch Zertifikatenhandel scheinbar entgehen will. Für viele Kumpels im Steinkohlebergbau eine politisch opportune Sache.) Dem aufmerksamen Leser sei folgende "Nach"- Denk Aufgabe gestellt: Wohin geht die Schwinungsenergie der CO2 Molekülen letztlich?.
P.Krahmer

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Die physikalische Widerlegung des Treibhauseffektes von Dr. W. Thüne
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"Treibhauseffekt" physikalisch unmöglich von Dr. W. Thüne
Das Buch "Der Treibhausschwindel" von Dr. W. Thüne
Kritik von P. Dietze an Thünes Buch

 

28. Juli 2000 WWW.SCHULPHYSIK.DE MM-Physik-Uni-Würzburg MM-Physik-Würzburg-Online
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