Im Bereich des Klimawandels hat sich mittlerweile so etwas wie eine Religion herausgebildet, die sich auf die Naturwissenschaft beruft. Aus diesem Grund möchte ich den Klimawandel naturwissenschaftlich betrachten, ohne die Absicht, den Klimawandel zu erklären. Erklärungen fallen in den Bereich des Glaubens und der Glaube ist die Angelegenheit jedes einzelnen Menschen für sich.
Verdunstung der Landflächen
Angenommen, in Sachsen fallen durchschnittlich 600 mm/a Niederschlag auf den Erdboden. 1)
Des weiteren wird angenommen, dass die Globalstrahlung in Sachsen durchschnittlich 1100 kWh/(m² a) beträgt. 2)
Angenommen, die Menge des verdunsteten Wassers schwankt zwischen 380 l/(m² a) bei Grasflächen, 480 l/(m² a) bei Buchen und Eichenwäldern und 580 l/(m² a) bei Kiefernwäldern . 3)
Die Verdunstung von Wasser benötigt Energie. Die Verdampfungsenthalpie von Wasser beträgt 2459 kJ/kg beziehungsweise 0,683 kWh/kg bei einer Temperatur von 17,5°C. Das bedeutet eine Verdampfungsenthalpie auf die Fläche bezogen von 259 kWh/(m² a) bei Grasflächen, 327 kWh/(m² a) bei Buchen und Eichenwäldern und 395 kWh/(m² a) bei Kiefernwäldern.
Bezogen auf die auftreffende Globalstrahlung bedeutet dies, dass zur Verdunstung folgende Anteile der eintreffenden Globalstrahlung notwendig sind: 23,6% bei Grasflächen, 29,7% bei Buchen und Eichenwäldern und 35,9% bei Kiefernwäldern.
Über die Niederschlagsmenge, die als Regen oder Nebel nieder geht und den Erdboden nicht erreicht, kann hier keine Aussage getroffen werden.
Infrarotstrahlung der Wolken
CO2 und vor allem Wasserdampf absorbieren die Infrarotstrahlung, die vom Boden ausgehend gegen den Himmel strahlt. Die Strahlung kann somit nicht vollständig in den Weltraum entweichen und wird in der Atmosphäre absorbiert. Die Erde wird so vor einem zu starken Wärmeverlust geschützt. Wenn feuchte Luft vom Boden aus nach oben steigt und der Luftdruck sinkt, sinkt auch die Temperatur der Luft und der Wasserdampf kondensiert zu Wolken. Die Wolken, die sich in großer Höhe über der dichten Luft am Boden befinden, haben über sich lediglich eine Luftschicht mit sehr dünner Luft und somit wenig CO2 und wenig Wasserdampf und können mehr Infrarotstrahlung in den Weltraum abgeben. Der Wasserdampf ist bei den niedrigen Temperaturen in großen Höhen fast vollständig zu Eis geworden und absorbiert die Infrarotstrahlung, die durch die Wolken in Richtung Weltraum abgegeben wird, kaum noch. Dies ist sehr schön auf Infrarotaufnahmen der Wettersatelliten zu sehen. Die Wolken strahlen im Infraroten Bereich und sind auf der Aufnahme weiß. Trockene Gebiete, wie z.B. die Sahara, sind vor allem tagsüber schwarz, senden also weniger Infrarotstrahlung in den Weltraum.
Fazit
Es gibt einige Dinge, die man jetzt schon sagen kann, ohne die Welt zu erklären:
- Die Sache mit dem Klimawandel ist auf jeden Fall ein Riesen Geschäft, bei dem eine Menge Geld verdient wird.
- Unsere Böden und die Vegetation beeinflussen den Wasserhaushalt und somit das Klima wesentlich. Wir sollten sorgsam mit ihnen umgehen.
- Wenn Flugzeuge große Mengen CO2 oberhalb der Wolken in großer Höhe verteilen, wird die thermische Regulation des Klimas durch die Infrarotstrahlung der Wolken verringert. In welchem Maße sich das auswirkt, wäre ein Gegenstand von zukünftigen Forschungen.
Hier sei noch auf einen Artikel im Online-Magazin von „Spektrum der Wissenschaft“ verwiesen, in dem die Auswirkungen der Verdunstung von Wasser durch die Regenwälder betrachtet wird.
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4) Cerbe, G; Wilhlems, G: Technische Thermodynamik. Hanser Verlag. München, 2008