Wie kann man beweisen, dass die Treibhausgase tatsächlich die Treibhaus-Eigenschaften haben?

Der Treibhauseffekt hat eine innere Logik, die man auch mit noch so viel unbegründetem Skeptizismus nicht wegwischen kann.

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist durchlässig für sichtbares Licht, aber "undurchlässig" für Strahlung im Infrarotbereich. Die Gründe dafür hat Wonko ausführlich dargelegt und bedürfen keiner Ergänzung.

Wenn wir als Menschen mehr C02 in die Atmosphäre ausstoßen, als durch natürliche Prozesse abgebaut wird muss die Absorption von Infrarotstrahlung zwangsläufig ansteigen und die Atmosphäre sich aufheizen.

Wir können nun natürlich sehr gute Modelle entwickeln, wie viel C02 ausgestoßen und wie viel abgebaut wird, oder wir können einfach die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre messen. Beides wird gemacht und die Befunde sind eindeutig.

So viel als Prolog. Dir, Manni ist das sicherlich alles klar, also warum mache ich mir die Mühe?

Die eigentliche Frage ist doch: "Wie kann man beweisen, dass die Treibhausgase tatsächlich die Treibhaus-Eigenschaften haben?"

Nun, im Labor ist nichts einfacher als das, aber was könnte man tun, um es im Heimexperiment zu demonstrieren. Wirklich simple Methoden, die mit in jedem Haushalt üblichen Materialien verwirklicht werden könnten, wollen mir da nicht einfallen.

Das Einfachste wäre noch, mit einer Wärmebildkamera eine Infrarotquelle, wie z.B eine Kerze oder eine Glühlampe aufzunehmen. Dann dreht man seine Gasflasche mit C02 auf (hat natürlich jeder zuhause) und Beobachtet die Verdunkelung.

Andererseits könnte man zwei gleich große Gefäße nehmen, eines mit Kohlendioxid, das Andere mit Luft füllen und mit der gleichen Infrarotquelle bestrahlen. Dann beobachtet man mit empfindlichen Thermometern den Temperaturanstieg in beiden Gefäßen, der bei C02 größer ist.

Zuletzt noch ein Wort zu Lucky Luke:

"Als Beweis dafür kann man und dies ist wissenschaftlich zu 100% nachgewiesen (Bohrungen in der Antarktis) die Tatsache werten, dass die Antarktis vor 150.000 Jahren so warm war, dass dort Palmen wuchsen[...]"

Dann frage ich mich, wo diese 100-prozentigen Beweise sind (während man andere wissenschaftliche Beweise ignoriert). Nein, so richtig angenehm war die Antarktis vielleicht vor 150 Millionen(!) Jahren, als sie noch am Äquator lag. Spätestens vor 25 Millionen Jahren, als sie sich von Südamerika trennte, wurde es ungemütlich - und seit knapp 5 Millionen Jahren ist die Antarktis komplett von Eis bedeckt.

Andererseits gab es vor 150'000 Jahren möglicherweise noch in Grönland ausgedehnte Wälder, vielleicht meintest du die ja...

Dagegen spricht natürlich, dass dort keine "Palmen" wuchsen, allenfalls Pflanzen der heutigen gemäßigten Klimazonen. Außerdem ist Grönland nun doch ein kleines Stück von der Antarktis entfernt.

NACHTRAG:

"[...]gäbe es auf der Erde einen Treibhauseffekt, würde die über Nacht nur minimal oder gar nicht abkühlen."

Der sogenannte "Treibhauseffekt" bezeichnet als Allererstes einmal bloß den Effekt der einen Planten mit Atmosphäre von einem ohne unterscheidet.

Hätte die Erde keine Atmosphäre hätten sie eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von -18°C. Tagsüber wäre es erheblich heißer und nachts unvorstellbar kalt.

So gesehen hat er auch recht, allerdings darf es nicht heißen:

"[...]würde die [Erde] über Nacht nur minimal oder gar nicht abkühlen."

Sondern: "Weil es den Treibhauseffekt gibt, kühlt die Erde über Nacht nur minimal ab!"

Der Temperaturunterschied ohne Atmosphäre und damit ohne Treibhauseffekt wäre gewaltig und kein Vergleich zu dem, was hier nachts passiert.

Die Atmosphäre dient der Erde als ein kurzfristiger, (die Ozeane als langzeitiger) Wärmespeicher, der die Abkühlung über Nacht puffert, sodass bis zum neu anbrechenden Tag (und damit erneuter Erwärmung durch die Sonne) noch nicht die gesamte Wärmeenergie abgestrahlt wird. Dadurch stellt sich langfristig eine "Gleichgewichts"temperatur ein, die umso größer ist, je stärker der Treibhauseffekt auf einem Planeten ist.

Wie bereits gesagt lässt sich mit einfachsten Mitteln nachweisen, dass C02 ein Treibhausgas ist. Erhöht sich dessen Konzentration (egal in welchem Ausmaß!), steigt auch die Gleichgewichtstemperatur.

"Weißt Du wie viel Volumen-% CO2 derzeit in unserer Luft ist?"

Ja: 0,0385% (385 ppm)

Folgerung: Da größer 0 -> Anteil am Treibhauseffekt größer 0

"Weißt Du wie viel Methan (in ppm) derzeit in unserer Luft ist?"

Ja: 1,75 ppm

Folgerung: Siehe oben

Hallo Mainnimaste,

zunächst mal: Das Klima ist eine hochkomlizierte Sache, bei der CO2 nur ein Effekt ist, aber AFAIK ein wichtiger, aber ich bin eben Physiker und kein Meteorologe.

Zur Wirkungsweise des CO2 als Treibhausgas, dazu kann ich als Physiker etwas sagen: Alle Atome und Moleküle haben ein (mehr oder weniger) diskretes Absorptionsspektrum. Das ist eine Folge der Quantenmechanik, die Absorbierten Energiequanten müssen eben "passen". Photonen sind solche Energiequanten (ich weiß, das weißt Du, nur falls jemand anders die Antwort liest ...). CO2 hat nun die Eigenschaft für z.B. sichtbares Licht durchlässig zu sein, also Licht dieser Energie nicht absorbieren zu können. Im infraroten Bereich kann CO2 allerdings Energie aufnehmen.

Was passiert nun also? Die Sonne strahlt Energie in einem breiten Spektrum ein. Das CO2 läßt das meiste davon ungehindert durch, aber Infrarot wird auch bei der Einstrahlung schon absorbiert. Diese absorbierte Energie behält das CO2 natürlich nicht, sondern strahlt es kurz darauf wieder ab. Der Witz dabei ist, daß ein CO2 Molekül dies dann zufällig in alle Richtungen tut, also auch z.B. wieder zurück in Richtung der Sonne.

So gesehen würde CO2 die Einstrahlung von infrarotem Licht sogar verhindern. Schließlich reflektiert es dieses zum Teil zurück in den Weltraum.

Was passiert aber mit der Energie der nicht infraroten Strahlung der Sonne auf der Erde? Diese wird dort absorbiert und in Wärme umgewandelt. Nun kommt wider die Quantenmechanik und zeigt, daß ein warmer Körper "leuchtet", und zwar im Falle der uns interessierenden Temperaturen unserer Umgebungstemperaturen gerade im infraroten Bereich. So wie Eisen beim Schmied eben bei 1300°C weiß leuchtet, leuchtet alles was 5, 10, 20,,, Grad heiß ist eben im Infraroten. Schlangen können z.B. das sehen.

Nun haben wir also eine infrarot leuchtende Erdoberfläche, die ihre Strahlung in den Weltraum schicken will. Aber jetzt ist da wieder das CO2 im Weg, das diese Strahlung zunächst absorbiert und dann in alle Richtungen emittiert. Diesmal ist entscheidend, daß es eben auch zur Erde zurückgeschickt wird. Und da haben wir den Treibhauseffekt!

CO2 emittiert und absorbiert also infrarote Strahlung und ändert dabei nur die Richtung. Der Witz ist, daß die Erde selber alle möglichen Strahlungen absorbiert und in infrarote Wärmestrahlung umwandelt. Wir bekommen also durch diese Umwandlung mehr Wärmestrahlung vom CO2 mehr zurück als es vorher durchgelassen hat.

Melde Dich falls Du doch Fragen hast, das ist durchaus kein so ganz einfaches Thema!

Edit: Wieso starte ich jetzt nach 6 Sekunden (solange barauchte es nach den "Eintragen" Button) mit einem Daumen hoch und einem Daumen runter?! Geht es nur mir so oder ist Y!C mittlerweile ine höchst "instabile" Plattform?

Wie? Jetzt 0:0 was ist denn hier los?

PS: Hallo Paogiak,

natürlich ist Wasserdampf das weitaus wichtigste Treibhausgas. Nur bildet Wasserdampf auch Wolken die eben auch ander Bereiche der Sonnenstrahlung abschirmen. Laut unserem derzeitiegen Wissenstand kompensieren sich diese Beiträge, so daß das menschenverursachte CO2 seine Wirkung entfalten kann.

Also, zu der angeblich trockenen Luft in klaren Nächten kann ich dir mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass "Er" da falsch liegt.

Nachts strahlt die Erde wieder Wärme an den Weltraum ab. Dabei kühlt sich die Erdoberfläche ab. Diese Abkühlung sorgt dann für eine Taupunktunterschreitung der Luft (bzw. des Wassers in der Luft) in Bodennähe. Den Effekt kennen wir alle: Es entsteht Tau, Reif, Bodennebel. Und somit liegt die Luftfeuchtigkeit bei nahezu 100%...

Zu dem CO2... das Thema fasse ich nicht mal mit ner Kneifzange an...

Du kannst ihm aber getrost sagen, dass Wasserdampf, also deine "Wolken" das bedeutsamere, wenn nicht sogar das bedeutsamste Treibhausgas überhaupt ist.

Hier wirst Du sicher fündig:

http://www.projet2001.de/datenbank/vortrag-leipzig...

Die These der Treibhausgase ist und bleibt eine These, man kann sie bis heute und wahrscheinlich sogar nie, eindeutig beweisen. Klimatische Veränderungen, die wir heute auf die sog. Treibhaushausgase schieben, hat es schon immer, auch ohne Treibhausgase gegeben.

Als Beweis dafür kann man und dies ist wissenschaftlich zu 100% nachgewiesen (Bohrungen in der Antarktis) die Tatsache werten, dass die Antarktis vor 150.000 Jahren so warm war, dass dort Palmen wuchsen, andererseits war sie vor 20.000 Jahren so kalt, dass selbst die Pinguine nicht mehr dort lebten und sich auf andere Erdteile verzogen.

Hinzu kommt, dass sich allein 2008 mehr als 240 renommierte Wissenschaftler aus dem Lager der Klimawandel-Katastrophler verabschiedet haben, weil sie die haarsträubenden Theorien die im Lager der Klimakatastrophler kursieren, nicht mehr länger mittragen konnten.

Wir sollten nicht allen Thesen immer sofort auf den Leim gehen, nur weil sie irgendein Dummkopf, der eigentlich nichts anderes im Sinn hat, als die Bürger abzuziehen, verkündet oder zumindest sein Geld damit verdient.

Insgesamt ändert dies aber nichts daran, dass wir sorgfältiger mit unserer Umwelt umgehen müssen. Was mich persönlich in dieser Sache ganz besonders trifft (heute geht es mir an den vier Buchstaben vorbei), ist die Tatsache, dass ich 1965 als ich Umweltprojekte starten wollte (da gab es noch keine Grünen) in höchstem Maße verlacht wurde und man mich nahezu für verrückt erklärte.

Deshalb - heute alles ohne mich!

ERGÄNZUNG:

Wenn Du diesen Effekt meinst, dann ist er schon immer vorhanden und bewirkt mit Sicherheit klimatische Veränderungen, die aber nur von sehr kurzer Dauer sein können, da sie sich gegenseitig aufheben. Wobei ich unter kurzer Dauer hier eine Zeitspanne von 500 - 1.000 Jahren betrachte, die wir ja eigentlich, aufgrund unserer kurzen Lebensspanne, schon nicht mehr real überblicken können.

Erwärmung >>> Abkühlung >>> Erwärmung >>> Abkühlung usw.

Dieser Prozess ist seit Jahrtausenden auf der Erde gegeben und man kann ihn Treibhauseffekt nennen, wobei in einem Treibhaus nie eine Abkühlung stattfindet, es sei denn, das künstlich erzeugte Klima im Treibhaus bricht zusammen (Hagelschlag, Heizungsausfall etc.).

@Wonko

Das scheint hier neuerdings üblich zu sein, vermutlich will Yahoo damit demonstrieren, das beides sein kann, aber nicht zwangsläufig sein muss!