Why CO2 Is Cooling the Earth

 

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English original below / englisches Original unten

Ich fasse eine interessante Hypothese zusammen, die besagt, dass CO2 unterm Streich sogar eher eine abkühlende Wirkung auf die Temperatur der Erde hat.

1. CO2 hat praktisch keine wärmende Wirkung in der unteren Troposphäre, wo die Messungen vorgenommen werden, die der Ermittlung der Weltdurchschnittstemperatur dienen.

2. Die Kondensation von Wasser übt ihre stärkste Wirkung (Abgabe von Kondensationswärme) auf die Temperatur der Umgebung in der Temposphäre aus. Je höher Wasser(dampf) in der Troposphäre aufsteigt, desto mehr H2O wird abgeregnet, wobei latente Strahlungswärme freigesetzt wird.

3. Wärme verbreitet sich in der Atmosphäre durch Konduktion (Wärmefluss dank Temperaturunterschieden), Konvektion (Energiemitführung durch kleinste Teilchen einer Strömung) und Wärmestrahlung. Der hauptsächliche Verbreitungsmechanismus für CO2 und andere sogenannte Treibhausgase ist die Wärmestrahlung, die mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt.

4. Die einzige Erwärmungswirkung, die CO2 zu leisten vermag, findet in der Tropopause statt, dem Grenzbereich zwischen Troposphäre und Stratosphäre.

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5. Man stelle sich die so genannten Treibhausgase wie Netze vor, die ausgelegt werden, um Wärmestrahlung einzufangen und diese dann in alle Richtungen wieder abzugeben. Je höher man in der Atmosphäre aufsteigt, desto größer sind die Löcher in den Netzen. [Ich bin mir nicht ganz sicher, welches Bild gemeint oder treffender ist: Die Vorstellung einer gleich großen Anzahl von Fischnetzen, die über einen immer größeren Teil des Meeres ausgeworfen werden, so dass die Abstände zwischen den ausgeworfenen Netzen, in denen nichts eingefangen werden kann, größer werden - oder: ein Netz, das immer weiter gedehnt werden muss, sodass, die Löcher des Netzes immer stärker gedehnt und somit immer größer werden. Einerlei, ich deute dieses Bild so: für eine gegebene Anzahl an Molekülen eines sogenannten Treibausgases wie C02 gilt, je größer der Raum, auf den diese aufgeteilt werden, desto größer der Abstand zwischen ihnen und desto weniger Wärmestrahlung vermögen sie einzufangen und wieder in alle Richtungen abzugeben.]

Ein in der Atmosphäre (mit derzeit 400 ppm) gleichmäßig verteiltes Gas wie CO2 wird eher einen Abkühlungseffekt haben. Denn der Teil der eingefangenen und gleich wieder abgegebenen Wärmestrahlung, der in die dichteren Schichten der Atmosphäre „heruntergeworfen“ wird, trifft auf enger aufgestellte „Fischernetze“ (oder „Fischernetze“ mit engeren Löchern), die wiederum einen beträchtlichen Teil zurückreflektieren in die höheren Schichten, wo die „Netze“ weiter auseinander liegen.

6. Um es anders auszudrücken: Der Weg des geringsten Widerstands für die CO2 Moleküle führt aus den oberen Schichten der Atmosphäre ins All hinaus. Wärmestrahlung durchdringt eine weniger dichte atmosphärische Schicht leichter, weil diese weniger Moleküle enthält, die sie aufhalten und zurückwerfen können. Das Schaubild unten veranschaulicht den Grundgedanken anhand des Prinzips „drei Schritte vor und zwei Schritte zurück“. Die an die dichteren atmosphärischen Schichten abgegebene Wärmestrahlung hat es schwer, die Barrieren zu durchdringen, die sie von den unteren Schichten der Atmosphäre trennen, und schickt permanent Teilchen in die höheren Schichten zurück, wo diese eine viel größere Wahrscheinlichkeit haben, ungehindert vorzudringen, sodass die kühlende Abstrahlung („nach oben“) die erwärmende („nach unten“) kumulativ übersteigt.

CO2 hat eine kühlende Wirkung auf die Welttemperatur.

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English original:

1. CO2 has basically no impact what so ever in the lower troposphere where all ground measurements and most glaciers are located.
 

2. The condensation of water has the greatest impact on the temperature in the troposphere. As the altitude increases, more H2O precipitates out, releasing radiative latent heat.

3. Heat travels through the atmosphere by conduction, convection, condensation and radiation. CO2’s and the greenhouse gas effect’s main mechanism is through radiation. Radiation travels at the speed of light.

4. CO2’s only warming is identified in the tropopause. A location way above glaciers, Arctic Sea Ice and ground measurement instruments.

5. If one envisions greenhouse gasses as nets that capture radiation and then release that radiation in all directions and the higher the altitude the bigger the holes in the nets,  it becomes clear why an evenly distributed (400 ppm) greenhouse gas like CO2 would cause cooling. Radiation directed towards the earth is highly likely to be captured because the atmosphere is denser and have smaller holes (more CO2 molecules/m^2). Radiating back out towards outer-space, the holes become bigger (CO2 molecules are less abundant per m^2).
 

6. To put it simply, the path of least resistance is for CO2 to radiate energy out of the atmosphere. Radiation easily passes through a thin atmosphere because there are few molecules to interrupt their path. In the graphic below, the red molecules are CO2, and it is easy to see how “radiative forcing,” is far more likely to sent radiation into outer-space than back to the earth. Because the atmosphere thins with altitude, the average path length of a radiated photon going up is longer than the path length of a photon going back towards earth. The photon takes 3 steps up, and 2 steps back, then 3 steps up, then 2 steps back. The physics of the atmosphere simply don’t favor CO2 trapping heat, they favor releasing it to outer-space.

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