Klima und "Klimaskeptiker"

Versuch, die sog. Klimaskeptiker zu überzeugen vom AGW

Februar 14, 2019

A. Die Physik, die hinter dem Klimawandel steckt.

Um die ¨ewigen¨ Klimaskeptiker zu überzeugen, habe ich überlegt, wie man eine Analogie zur Absorption von CO2 und H2O im Infraroten Licht auf das sichtbare Licht übertragen kann.
Dazu scheint es sinnvoll, KMnO4 zu benutzen. Der Versuch besteht aus zwei ggf. drei Teilen.

I. der Nachweis von Absorption im Spektrographen.
II. Der Nachweis der Energieabsorption anhand einer Temperaturerhöhung des Lösungsmittels.
III. Gibt es einen Sättigungseffekt in Abhängigkeit von der Konzentration?

Zu I.
man leitet weißes Licht durch eine Küvette und sieht beim Ausgang des Spektrografen ein kontinuierliches Spektrum.
Dann gibt man etwas KMnO4 hinzu. es sollte eine Absorptionsbande erscheinen. Gibt man mehr hinzu, so sollte die Absorption stärker werden. Damit ist der Beweis erbracht, dass KMnO4 sich im Sichtbaren ähnlich verhält, wie CO2 oder H2O im Infraroten.

Zu II.
Der Versuchsaufbau ist genau wie unter I. Allerdings wird jetzt der Energieverlust aufgrund der Absorption gemessen. Die Hypothese lautet:
Wenn es einen Energieverlust durch diese Absorption gibt, dann müsste sich das Lösungsmittel (in diesem Fall Wasser) erwärmen. Dies könnte mit einem sehr genauen Thermometer gemessen werden (Beckmann-Thermometer).

Spektrale Verteilung der Lichtabsorption von KMnO4

Die Spektrale Absorption von KMnO4 wird im folgenden anhand von Artikeln aus dem Internet dargestellt.

Hier ist das Absorptionsspektrum von Kaliumpermanganat dargestellt (potassium permanganate). Dabei ist eigenartig, dass die Absorption größer als "1" ist. Die weiter unten dargestetllte Kurve (Abb. 4) enthält dieses Problem nicht!

Es ist besser, das ganze in Farbe darzustellen:


Das linke Spektrum stammt von weißem Licht - es durchstrahlt reines Wasser. Das rechte ist an der grünen Stelle getrübt. das entspricht dem obigen Bild in Bezug auf die Absorption durch KMnO4.

In einem anderen Artikel  wird (s/w) die Absorption von KMnO4 so dargestellt:

KMnO4png

These: Lichtabsorption macht sich in Temperaturerhöhung bemerkbar

Die absorbierte Lichtenergie müsste sich bemerkbar machen durch eine geringe - sehr geringe - Temperaturerhöhung der Lösung.

Diese Anordnung müsste in einem eigenen Versuch verifiziert werden. Dazu benötige ich also eine Lichtquelle mit weißem Licht, einen Spalt, durch den das weiße Licht geht, Linsen für den parallelen Strahlengang, eine Küvette, Kaliumpermanganat, einen Spektrographen bzw. eine Anordnung von Prismen, sowie für den zweiten Versuch ein genaues Thermometer, mit dem man eine Genauigkeit von 0,01°C erreichen kann.

Die Anordnung könnte dann so aussehen:
Als Prismenspektrometer:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a6/Versuchsaufbau.svg

oder:


Oder mit einem Gitterspektrographen:

III. Gibt es einen Sättigungseffekt?

Hierzu bitte folgenden Link ansehen:
https://www.skepticalscience.com/saturated-co2-effect.htm

und einige Grundlagenpapiere, z.T. von 1976:

1. http://science.sciencemag.org/content/194/4266/685
Greenhouse Effects due to Man-Made Perturbations of Trace Gases
W. C. Wang, Y. L. Yung, A. A. Lacis, T. Mo, J. E. Hansen

Science 12 Nov 1976:
Vol. 194, Issue 4266, pp. 685-690
DOI: 10.1126/science.194.4266.685

Abstract:

Nitrous oxide, methane, ammonia, and a number of other trace constituents in the earth's atmosphere have infrared absorption bands in the spectral region 7 to 14 µm and contribute to the atmospheric greenhouse effect. The concentrations of these trace gases may undergo substantial changes because of man's activities. Extensive use of chemical fertilizers and combustion of fossil fuels may perturb the nitrogen cycle, leading to increases in atmospheric N2O, and the same perturbing processes may increase the amounts of atmospheric CH4 and NH3. We use a one-dimensional radiative-convective model for the atmospheric thermal structure to compute the change in the surface temperature of the earth for large assumed increases in the trace gas concentrations; doubling the N2O, CH4, and NH3 concentrations is found to cause additive increases in the surface temperature of 0.7°, 0.3°, and 0.1°K, respectively. These systematic effects on the earth's radiation budget would have substantial climatic significance. It is therefore important that the abundances of these trace gases be accurately monitored to determine the actual trends of their concentrations.




2. Science 28 August 1981, Volume 213, Number 4511:
Climate Impact of Increasing
Atmospheric Carbon Dioxide
von J. Hansen, D. Johnson, A. Lacis, S. Lebedeff
P. Lee, D. Rind, G. Russell

Summary. The global temperature rose by 0.20C between the middle 1960's and
1980, yielding a warming of 0.4°C in the past century. This temperature increase is
consistent with the calculated greenhouse effect due to measured increases of
atmospheric carbon dioxide. Variations of volcanic aerosols and possibly solar
luminosity appear to be primary causes of observed fluctuations about the mean trend
of increasing temperature. It is shown that the anthropogenic carbon dioxide warming
should emerge from the noise level of natural climate variability by the end of the
century, and there is a high probability of warming in the 1980's. Potential effects on
climate in the 21st century include the creation of drought-prone regions in North
America and central Asia as part of a shifting of climatic zones, erosion of the West
Antarctic ice sheet with a consequent worldwide rise in sea level, and opening of the
fabled Northwest Passage.

Ein grundlegender Artikel hierzu stammt von E.O. Hulburt aus dem Jahre 1931:
The temperature of the Lower Atmosphere of the Earth
erschienen in Physical Review, Vol. 38, Nov. 1931, S. 1876-1890

Neben einer brillanten Darstellung der Absorption durch Treibhausgase und dem damit gekoppelten Erwärmungseffekt geht er im letzten Teil der Arbeit auch darauf ein, wie die Erwärmung der Erdatmosphäre durch den Effekt der Konvektion in der Luft beeinflusst wird. Damit geht er über die rein phänomenologisch ortientie Arbeit von Svante Arrhenius hinaus.

Dazu gibt es allerdings auch einige Artikel, die das ganze noch in Frage zu stellen scheinen, ganz klar ist mir die Angelegenheit nicht, Wikipedia sagt dazu das folgende
https://de.wikipedia.org/wiki/Friends_of_Science
Also muss man sie wohl in die Reihe der Klimaskeptiker einordnen

https://friendsofscience.org/assets/documents/E&E_21_4_2010_08-miskolczi.pdf
Dieser Artikel ist sehr theoretisch und mathematisch, sehr schwer zu lesen.

https://www.friendsofscience.org/assets/documents/The_Saturated_Greenhouse_Effect.htm

Diese Seite scheint aber nicht so ganz wissenschaftlich zu sein, eher zum Bereich der Klimaskeptiker zu gehören. Interessant ist die folgende Äußerung dieser Organisation (sie stimmt mit der gesicherten Erkenntnis der Sonnenforschung überhaupt nicht überein):

„Our Opinion: It is our opinion that the Sun is the main direct and indirect driver of climate change.“

„Unsere Meinung: Es ist unsere Meinung, dass die Sonne der hauptsächliche direkte und indirekte Antreiber der globalen Erwärmung ist.“


– Friends of Science

Nun, hier gibt es einen sehr guten Artikel aus heise-online:

https://www.heise.de/tp/features/Des-Kaisers-neue-Kleider-4338531.html

hieraus ein Zitat:

Was ist Unterschied zwischen wissenschaftlicher und populistischer Wahrheit?

Nun fragen sich die Anhänger Köppels vielleicht: Was macht eigentlich den Unterschied zwischen wissenschaftlicher Wahrheit und populistischer Wahrheit aus? Müssen wir den Wissenschaftlern uneingeschränkt glauben, oder steht hier vielleicht einfach Aussage gegen Aussage und wir können uns unsere Wahrheit aussuchen?
 Köppel hat einen Bericht bei EIKE hinterlassen, er ist Chefredakteur der Weltwoche Schweiz (https://www.weltwoche.ch/ueber-uns/roger-koeppel.html - Sein Artikel:  https://www.weltwoche.ch/ausgaben/2019-8/artikel/mussen-wir-das-klima-retten-die-weltwoche-ausgabe-8...)

Der Unterschied liegt in der Motivation der Beteiligten. Wissenschaftler wollen in einer Welt voller Unsicherheiten ihr Wissen vergrößern - uneingeschränkt, aufrichtig, rational und methodisch. Dazu stehen ihnen einige "heilige" Wesensmerkmale zur Verfügung:

• klare Kriterien, um Hypothesen bestätigen oder verwerfen zu können,

• das ehrliche Bekenntnis zu Fakten,

• eine kompromisslos reflexive Einstellung in einem offenen und transparenten Diskurs,

• das Bekenntnis dazu, dass unser Wissen nicht absolut und letztendlich ist,

• eine Demut angesichts komplexer Zusammenhänge und des zuweilen schwer Erklärlichen.


Dass Wissenschaftler dabei immer wieder auch Irrtümern ausgesetzt sind, ist Teil der wissenschaftlichen Methode. Es ist eine Funktion, kein Fehler dieser Methode! Und Falschheiten unterliegen darin einem sehr starken Korrekturmechanismus, immer wieder. Wer einmal den Wissenschaftsbetrieb erlebt hat, weiß, wie hart hier um Wahrheiten gerungen wird, wie sich Wissenschaftler permanent gegenseitig herausfordern und in Frage stellen, wie ein bestehender Konsens immer wieder in Frage gestellt wird. Zu behaupten, dass Wissenschaftler als Gesamtheit interessegetrieben falsche Ergebnisse publizieren, entspricht entweder purem Unwissen oder bewusster Böswilligkeit.
Den Populisten dagegen geht es nicht um Wissensvermehrung, sondern um Glaubensbestätigung. Sie setzen klare unumstößliche Wahrheiten voraus; was nicht "ihrer Wahrheit" entspricht, wird mit Mitteln der Lüge, der Veruntreuung von Fakten, schlimmstenfalls mit politischer Macht bekämpft, nicht mit denen des wissenschaftlichen Austauschs.




Wird noch ergänzt !







B. Politiische Aspekte

Es gibt noch einen politischen Aspekt, der nachdenklich macht, hier ein Link aus der Internetzeitung Project-Syndicate:

https://www.project-syndicate.org/bigpicture/getting-to-green?barrier=accesspaylog

(Wird fortgesetzt!)