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Astronomie in 365 Tagen: Tag 74 (Klimawandel)

Von / 15. März 2019 / 28 Kommentare
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Je mehr Treibhausgase wie CO2 in der Atmosphäre enthalten sind, desto wärmer wird die Erde. Wir Menschen haben die Menge an CO2 in den letzten 150 Jahren um 45 Prozent erhöht und damit einen Klimawandel verursacht. So viel CO2 wie heute war seit 15 Millionen Jahren nicht mehr in der Atmosphäre
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Das hier ist die Blog-Seite zur Einführung in die Astronomie “Astronomie in 365 Tagen” bei Instagram. An jedem Tag des Jahres gibt es eine neue Lektion; Details zum Projekt gibt es hier. Wer möchte, kann über meinen Instagram-Account bzw #astronomie365 mit dabei sein.

Ich hab die Domain astronomie365.de eingerichtet unter der die gesammelten Blogartikel erreichbar und leichter verlinkbar sind.

Falls jemand Lust hast, sich grafisch besser auszutoben als ich und die Bilder für andere Zwecke anders formatieren will findet man die Rohdaten der Bilder hier bei Google Drive. Die Texte dazu gibt es bei den jeweiligen Blogartikeln (Solange ich als Autor genannt und die Texte nicht verändert werden, können diese Bilder gerne weiterverwendet werden).

Text Tag 74

Tag 74/365: Je mehr Treibhausgase wie CO2 in der Atmosphäre enthalten sind, desto wärmer wird die Erde. Wir Menschen haben die Menge an CO2 in den letzten 150 Jahren um 45 Prozent erhöht und damit einen Klimawandel verursacht. So viel CO2 wie heute war seit 15 Millionen Jahren nicht mehr in der Atmosphäre.

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Kommentare (28)

  1. #1 Zhar
    15. März 2019

    ich möchte jetzt nicht pedantisch wirken, aber ich finde das Bild von Kühltürmen etwas ungeeignet. Zum einen ist die tolle große “rauchsäule” halt nur Wasserdampf und damit halt kein Zeichen von Verbrennung, was die Kühltürme ja eigentlich symbolisieren sollen und auch häufig dafür genommen werden.. und dann gibt es auch noch Kühltürme ohne Verbrennung irgendwo, wie bei AKWs. Die sind halt ein Symbol für etwas geworden, was sie eigentlich nicht gut repräsentieren.
    wo ich gerade dabei bin; das Urknallbild verleitete auch wiedermal zu sehr richtung Explosion, aber eine wirklich gute Alternative, die nicht zu Komplex ist, fällt mir auch nicht ein. Ein vierdimensionaler Vorgang auf zweien abzubilden ist halt echt blöd 😉

  2. #2 Karl-Heinz
    15. März 2019

    @Zhar

    Ich denke, dass die Schlote Fabriken und die Kühltürme kalorisches Kraftwerk symbolisieren sollen.

  3. #3 Holger Gronwaldt
    16. März 2019

    @Karl-Heinz,

    ich denke, Zhar hat recht. Kühltürme werden häufig irrtümlich mit CO2-emittierenden Schloten gleichgesetzt. Früher (vor 100 Jahren oder so) haben Schornsteine noch richtig geraucht. Heute sieht man auch bei den Schornsteinen so gut wie nichts mehr oben raus kommen.

    An einem Punkt muss ich Zhar aber korrigieren: was man beim Kühlturm sieht, ist kein Wasserdampf (mehr), sondern bereits Kondensat. Reiner Wasserdampf ist nämlich unsichtbar, sonst hätten wir auch niemals einen blauen Himmel, sondern nur einen stets milchig-trüben, weil die Atmosphäre IMMER Wasserdampf enthält, sogar über Wüsten.

    Beobachten kann man das Phänomen sehr gut an Schornsteinen, die tatsächlich heißen Wasserdampf abgeben. Dort ist nämlich direkt über dem Schornsteinkopf die Luft klar und die Wolke bildet sich erst einen halben bis einen Meter über dem Schornstein, wenn nämlich das Gas so weit abgekühlt ist, dass der Dampf kondensieren kann.

    Oder in der kalten Jahreszeit bei Autos. Ist ein Auto gerade losgefahren, kondensiert der Wasserdampf, der bei der Verbrennung von Benzin oder Diesel entsteht, noch im Auspuff und kommt als neblige Wolke heraus. Nach längerer Fahrt heizt sich der Auspuff aber auf und man sieht nichts mehr, weil der Wasserdampf erst kondensiert, nachdem er in der kalten Außenluft so weit verdünnt hat, dass man die sich bildenden Tröpfchen nicht mehr wahrnehmen kann.

    Ein Auto, das eine sichtbare Nebelwolke hinter sich herzieht, ist in den meisten Fällen also nicht besonders schmutzig, sondern einfach nur noch nicht lange unterwegs.

  4. #4 Bbr
    16. März 2019

    @Holger Gronwaldt

    Wenn schon pingelig, dann richtig ;).

    Wasserdampf ist im sichtbaren Licht unsichtbar. Aber im Infrarotlicht nicht, darum ist er ja ein Treibhausgas. Wärmebildkameras funktionieren daher nur von 8 bis 13 Mikrometer Wellenlänge. Dort ist gerade ein Fenster, wo nichts absorbiert wird.

  5. #5 bote19
    16. März 2019

    Auch die Kernkrafgtwerke können nicht verhindern, dass CO2 via Flugzeuge in die Atmosphäre gelangen. Die durchschnittliche Erwärmung der Atmosphäre ist über dem Nordpol am höchsten, weil viele Fernflugrouten üben den Pol verlaufen.
    Diesen Co2 Verursacher kann man auch nicht mit Windräder oder Solarenergie in den Griff bekommen.

  6. #6 Dietmar Steinhaus
    16. März 2019

    Das ist mir neu, dass Flugzeuge als CO2-Verursacher mit Windrädern und Solarenergie in den Griff bekommen werden sollen. Das ist eine eigenartige Aussage.

  7. #7 Terri
    16. März 2019

    @bote19:

    weil viele Fernflugrouten üben den Pol verlaufen

    Dein Ernst?
    1. Das CO2 verteilt sich in der Atmosphäre, wirkt also nicht nur da, wo es entsteht.
    2. Flugrouten laufen eher selten über die Pole.

    Diesen Co2 Verursacher kann man auch nicht mit Windräder oder Solarenergie in den Griff bekommen.

    Will man auch nicht, man will Verbrennungskraftwerke ersetzen und evtl. auch Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen.

  8. #8 bote19
    16. März 2019

    Terri
    Gefällt dir polnahe Flüge besser. Die Fluglinien haben die Form von Loxodromen, das sind die kürzmöglichsten Verbindungen auf der Erdoberfläche. Und die Nordatlantikroute ist so eine Loxodrome.
    Wenn du die Flugzeuge ersetzen willst, musst du Heliumballone nehmen. Die brauchen dann von Peru nach Frankfurt vielleicht eine Woche. Bis dahin sind die Blaubeeren aus Peru schon verdorrt . (kleine Ironie)

  9. #9 rolak
    16. März 2019

    @bote19

    Laß man gut sein, Terri, der brabbelnde Bote erzählt hüben (selbstverständlich ist der Nordpol und seine Gegend mit Abstand nicht der Bereich höchster Flugdichte) und drüben (siehe dort) blühenden Blödsinn, hat unanzweifelbar recht, es höchstens hinterher anders gemeint als die lesenden Deppen es verstanden haben.

  10. #10 rolak
    16. März 2019

    ⇒ Loxodromen, .. die kürzmöglichsten Verbindungen auf der Erdoberfläche

    m( jessas, sich fälschlichweise in großen Kreisen wähnend…

  11. #11 bote19
    16. März 2019

    https://www.flugzeugforum.de/threads/flugzeuge-ueber-groenland-warum.1872/
    Das Thema ist der Klimawandel und deren Verursacher.
    rolak, willst du durch Erbsenzählen vom thema ablenken?
    Nur als Erklärung: Der Nordpol ist nur ein Punkt, kann also gar nicht die höchste Flugdichte aufweisen. Lerne doch mal großräumiger zu denken !

  12. #12 Karl-Heinz
    16. März 2019

    @bote19

    Ich habe mir gerade die aktuellen Flugbewegungen im Flightradar24 angesehen. Konnte am Nordpol keine Aktivitäten feststellen. 😉

  13. #13 rolak
    16. März 2019

    Nordpol ist nur ein Punkt

    Siehste, Terri, kaum gesagt, schon erklärt er [seiner Meinung nach] mit irgendeinem Quark etwas, von dem nie die Rede war und bringt dazu einen link zu einem thread, in dem eine völlig andere Frage beantwortet wird. Hauptsache Text.
    So meinen manche Menschen, selbst riesenhaften Unsinn postscriptum ungelesen machen zu können – vielleicht deshalb, weil es für sie selber einleuchtend scheint. Mt5.3

  14. #14 bote19
    16. März 2019

    Karl-Heinz
    kannst du auch nicht, weil der Pol nur ein gedachter Punkt ist. Mein Beitrag war nicht sklavisch zu verstehen, gemeint ist bei Nordpol meistens auch das zugefrorene Nordpolarmeer. Und wenn wir noch großzügiger sind, kann man Grönland auch dazu rechnen. Und alle Hochrechnungen sagen eine Spitzenerwärmung für Grönland voraus. Und daran ist der Flugverkehr schuld.
    Was auch nicht bedacht wurde ist, dass die Luftmassen in der Nähe des Pols von starken Jet-Streams verändert werden, wodurch jeden Tag die Flugrouten in der Nähe des Pols geändert werden , weil es benzinsparender ist.
    Anmerkung: Wie hoch ist die Auflösung von Flightradar 24 ? Könnte man Santa Claus mit seinem Pferdeschlitten aufspüren ?

  15. #15 Karl-Heinz
    16. März 2019

    @bote19

    Ich meinte natürlich am Nordpol mit seiner etwas doch grösseren Umgebung. Damit das Ganze deiner Meinung nach nicht zum Punkt wird.

  16. #16 Holger Gronwaldt
    Bad Essen
    16. März 2019

    @Bbr,

    Wenn schon pingelig, dann richtig ;).

    Wasserdampf ist im sichtbaren Licht unsichtbar.

    Ist das nicht ein bisschen sehr pingelig?
    Körper, die Infrarot ausstrahlen, kann man ja auch bei völliger Dunkelheit mit entsprechenden Geräten wahrnehmen, mit bloßem Auge aber nicht.

  17. #17 Holger Gronwaldt
    16. März 2019

    @Bote19,

    Auch die Kernkrafgtwerke können nicht verhindern, dass CO2

    Wir sollten endlich einsehen, dass man mit Kernkraft gar nichts verhindern kann, schon gar nicht verheerende Unfälle in selbigen.
    Inzwischen kommt nicht einmal mehr 10% der weltweiten Stromerzeugung aus Atomkraftwerken, Tendenz weiter abnehmend.

    Wie will also eine Energiequelle, die weniger als 2% zur Weltenergieversorgung beiträgt, überhaupt etwas verhindern?

  18. #18 Zhar
    16. März 2019

    “Wasserdampf” habe ich natürlich eher lax im alltäglichen Sprachgebrauch verwendet, nicht im physikalischen Sinne, mir ist der Umstand und sind die Phänomene durchaus bewusst, aber man hört die Leute halt selten von Kondensat reden wenn es um Dinge in der Luft geht, aber ist natürlich ähnlich flasch, wie Kühltürme als Symbol für Verbrennung nehmen 😉
    und ich hätte AKWs wohl nicht erwähnen sollen..

  19. #19 Karl-Heinz
    16. März 2019

    Von Captain E ist die Frage aufgetaucht, ob der Wasserdampf, welcher bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern entsteht, eine Rolle bei der Klimaerwärmung spielt. Ich habe mal versucht, das Ganze abzuschätzen. Zuerst vergleiche ich den Weltenergiebedarf pro Jahr mit der Strahlungsenergie, die von der Sonne kommt. Damit ich diese beiden Größen vergleichen kann, rechne ich den Weltenergiebedarf pro Jahr in eine Leistungsdichte [W/m^2] um. Das Verhältnis ist etwa 10^-4. In weiterer Folge nehme ich an, dass der gesamte Weltenergiebedarf pro Jahr zum Verdunsten vom Wasser zur Verfügung steht. Das vergleiche ich mit der Masse vom Wasser, welches in der Atmosphäre vorhanden ist. Hier ergibt sich ein Verhältnis von 0,016. Jetzt versuche ich den Massenanteil von Wasser, der bei der Verbrennung entsteht, noch besser abzuschätzen. Ich gehe davon aus, dass der Weltenergiebedarf pro Jahr allein nur durch die Verbrennung von Methan gedeckt wird. Auch hier vergleiche ich den Massenanteil des Wassers, der bei der Verbrennung entsteht, mit der Masse vom Wasser, welches in der Atmosphäre vorhanden ist. Hier ergibt sich ein Verhältnis von 0,0018. Wir sind jetzt schon im Promillebereich. In der Realität nimmt natürlich der Wasserdampf, der bei der Verbrennung entsteht am Wasserkreislauf teil, sprich er wird sich nicht ewig in der Atmosphäre aufhalten. Beim Kohlendioxid sieht die Sache schon ganz anders aus. Ich nehme an, dass es auch hier so was wie einen Kohlenstoffkreislauf geben wird. Allerdings muss man Kohlenstoffsenken nach Abzug der Kohlenstoffquellen schon mit der Lupe suchen. Das Kohlendioxid, welches wir in die Atmosphäre blasen, wird sich nach meiner Meinung sehr lange in der Atmosphäre halten. Die eigentliche Frage aber war, ob der Wasserdampf, der bei der Verbrennung entsteht, auch zur Klimaerwärmung beiträgt. Hier ist meiner Meinung nach mit einem eindeutigen NEIN zu antworten.
    ————————
    Solarkonstante E_0 = 1367 W/m^2
    Weltenergiebedarf pro Jahr 2010 = 505 EJ/a = 505 * 10^18 J/a = 505 10^18 /31.536.000 J/s = 16 * 10^12 W
    Radius Erde = 6366 km = 6366 000 m = 6,366 * 10^6 m
    Querschnittsfläche Erde A = 1,273 * 10^14 m^2
    Weltenergieleistungsdichte = Weltenergiebedarf / Querschnittsfläche Erde = 0,126 W/m^2
    Weltenergieleistungsdichte/ Solarkonstante = 9,22 * 10^-5
    ————————
    Wasservolumen in der Atmosphäre = 12 900 km^3 = 12 900 * 10^9 m^3 = 1,29 * 10^16 kg
    Verdampfungsenthalpie Wasser = 2453 kJ/kg bei 20 °C = 2,453 * 10^6 J/kg
    Weltenergiebedarf pro Jahr/ Verdampfungsenthalpie Wasser = 505 * 10^18 J / (2,453 * 10^6 /kg)
    = 2 * 10^14 kg
    Verdampftes Wasser / Wasservolumen in der Atmosphäre = 2 * 10^14 kg / 1,29 * 10^16 kg = 0,016
    ————————
    CH4 + 2* O2 –> CO2 + 2* H20
    16g/mol + 64 g/mol = 44 g/mol + 36 g/mol
    Verbrennungsenthalpie = 802 kJ/mol CH4 = 802 kJ/(16g) = 50,1 kJ/g = 50 125 kJ/kg Methan
    Wird 1kg Methan verbrannt entsteht 2,25 kg Wasserdampf und 2,75 kg Kohlendioxid
    Mit der Verbrennungsenthalpie von 1kg Methan könnte man noch zusätzlich 20,4 kg Wasser verdampfen.
    (durch Verbrennung entstandenes Wasser)/(verdampftes Wasser) = 0,11
    ————————
    0,11 * (Verdampftes Wasser / Wasservolumen in der Atmosphäre) = 0,00176 = 1,7 Promille

  20. #20 bote19
    16. März 2019

    Karl-Heinz
    Sehr anschaulich und sehr fleißig und stimmt auch, nur vergisst du den einfluss der Wärmestrahlung.
    Die Sonne strahlt mit 1,3 kW leistung pro m² auf die Erde. Und da sich die Erde wie jeder andere Körper in einem strahlungsgleichgewicht befindet, strahlt sie auch wieder die gleiche Leistung ab.
    Aber mit einem Unterschied. Die eingestrahlte kurzwellige strahlung wird vom Erdboden in langwellige Strahlung umgewandelt. Und diese langwellige Wärmestrahlung kann von Wolken, Co2 , Methan, Wasserdampf absorbiert oder reflektiert werden.
    Das merkt man an bewölkten Nächten, wenn sich die Luft nicht abkühlt.
    Deswegen ist auf der Venusoberfläche heißer als es sollte. Der hohe Anteil von CO2 der Venusatmosphäre verhindert das Abstrahlen der Wärmestrahlung in den Weltraum.

  21. #21 Karl-Heinz
    16. März 2019

    @bote19

    Mir geht’s nur darum herauszufinden, ob der Wasserdampf, der bei der Verbrennung entsteht, eine Auswirkung auf die Klimaerwärmung hat. Ich fange dabei ganz grob an und werde mit der Berechnung zunehmend feiner. Bestimmte Verhältnisse habe ich nur deswegen berechnet, um ein Gefühl für die Größenordnung zu bekommen.
    Im Prinzip ist ja diese Berechnung nicht mehr, als eine grobe Abschätzung, ob ein Einfluss auf die Klimaerwärmung vorhanden ist oder nicht.
    Ich meine jetzt den Wasserdampf, der bei der Verbrennung entsteht. 😉

  22. #22 bote19
    16. März 2019

    Karl-Heinz
    deine Denkweise ist richtig. Du kannst dann abschätzen inwieweit die Wärmebilanz der Erde noch zusätzlich verändert wird. Und zweitens, kannst du mit der Enthalpie den Energiegehalt der Luft bestimmen.
    Der wird nämlich noch sehr mittelalterlich bestimmt über die Oberflächentemperatur. Dabei weiß jeder Gärtner, dass für seine Obstbäume eine größere Gefahr droht, wenn die Bodentemperatur + 5 Grad beträgt aber die relative Luftfeuchtigkeit nur 20 %. Dann können die Bäume in der Nacht Frostschäden bekommen, weil sich die Luft sehr schnell abkühlen kann, weil der Energiegehalt der Luft gering ist.
    Bei + 3 Grad mit einer Luftfeuchtigkeit von 80 % braucht er nichts zu fürchten. Diese Luft hat mehr Energie alsdie trockene Luft mit +5 Grad. (die genauen Zahlen bitte in der Fachliteratur nachschlagen)

  23. #23 Karl-Heinz
    16. März 2019

    @bote19

    Im Prinzip läuft’s darauf hinaus festzustellen, um wie viel sich das Wasser in der Atmosphäre durch die Verbrennung fossiler Treibstoffe erhöht. In der Atmosphäre befinden sich in etwa 12 900 km^3 Wasser. Würde sich die Wassermenge um 1 Promille oder sagen wir um 0,1 Promille erhöhen, dann hat das noch keine Auswirkung auf das Klima. Im Gegensatz dazu ist das CO2 in den letzten 150 Jahren um 45% !!! gestiegen. 😉

  24. #24 Karl-Heinz
    16. März 2019

    @bote19

    Ich sehe schon. Du bist ein sehr großer Weinbauer mit viel Erfahrung. 😉

  25. #25 tomtoo
    17. März 2019

    “…Könnte man Santa Claus mit seinem Pferdeschlitten aufspüren ?..”

    Im Prinzip ja, aber nur wenn er seinen Flug anmeldet und seinen Transponder einschaltet.

  26. #26 Crazee
    18. März 2019

    Hallo Florian! Dürfte ich Dich um eine Quelle zu den von Dir genannten CO2-Werten bitten, ich würde damit gerne einen Zweifler informieren.

  28. #28 Crazee
    18. März 2019

    Danke! 😀