Was für eine schnöde Frage, die Antwort kennt doch jedes Kind, nicht wahr? Schön wärs! So ganz hat sich die Wissenschaft nämlich noch nicht darauf geeinigt, wie dieser Treibhauseffekt (THE) überhaupt funktionieren soll. Dabei geht es nicht darum, dass manche, jenseits des "Konsens'" den THE (meist) inkompetenter Weise leugnen. Nein, die Konsensler selbst sind zwiegespalten! Und natürlich ist es in der Sache wenig hilfreich, wenn den Kids schon in der Schule Halbwissen mit Inbrunst eingetrichtert wird.

Zwei Definitionen des THEs sind unter Konsenslern geläufig und akzeptiert.

1. Die Oberflächentemperatur der Erde ergibt sich direkt aus dem Strahlungshaushalt. Nebst der Sonne wird die Erde daher durch Rückstrahlung von langwelligem IR (LWIR), emittiert von THGen, aufgeheizt. Zu dieser wohl verbreitetsten Theorie gibt es zahlreiche Diagramme, die mehr oder minder detailliert den Strahlungshaushalt darstellen und sogar noch latente Wärmeströme abbilden. Mit den entsprechenden Parametern lässt sich so die Oberflächentemperatur exakt darstellen.

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Eine Anreicherung mit Treibhausgasen führt zu vermehrter Gegenstrahlung die dann direkt die Erde erwärmen würde.

2. THGe unterbinden eine direkte Abstrahlung LWIRs von der Oberfläche in den Weltraum. Diese Abstrahlung kann erst in größerer Höhe der Atmosphäre stattfinden, wenn THGe so weit rar geworden sind, dass sie die Abstrahlung nicht weiter blockieren. Anstatt der Oberfläche strahlen letztlich die THGe selbst Wärme in den Weltraum, allerdings bei Temperaturen die aufgrund des atmosphärischen Wärmegradienten (ca. 6.5°C pro 1000 Höhenmeter) weit niedriger sind, was zu weniger Emissionen insgesamt führt.

Eine Anreicherung mit Treibhausgasen führt zu einer Anhebung der durchschnittlichen Abstrahlungshöhe, wobei zuslätzliche 100m eine Erderwärmung von dann eben 0.65°C bewirken.

Wohl gemerkt, beide Erklärungsansätze führen zum selben Ergebnis, obwohl der Weg dorthin völlig unterschiedlich, ja genau genommen widersprüchlich ist. In der "Klimawissenschaft" ist das jetzt kein großes Problem, da man seit jeher höchst ergebnisorientiert arbeitet. Das Ergebnis muss "passen", wie man dort hin kommt ist völlig einerlei. So lange die Richtung stimmt, wird schon mal ein Al Gore für eine mit Fehlern gespickte Doku nobelbepreist, ein von Studenten(!) laienhaft zusammengeschusterter Artikel zum "97% Konsens" in höchsten Fachmagazinen veröffentlicht, oder die liebe Greta zur Ikone erhoben. Wurscht!

Wir aber hätten es dann doch gern etwas genauer. Genau betrachtet kommt der erste Ansatz völlig ohne den atmosphärischen Wärmegradienten aus, während der zweite Ansatz sich nicht um Gegenstrahlung kümmert. Die für den jeweiligen Ansatz entscheidende Komponente entfällt beim jeweils anderen Ansatz. Man braucht kein Genie zu sein um zu erkennen, da kann etwas nicht stimmen. In der Geschichte der Physik wäre es meines Wissens wohl einmalig, sollten zwei gegensätzliche Theorien sich beide als korrekt erweisen.

Was stimmt denn nun? Um das Problem zu erörtern betrachten wir einfach mal einen Gasriesen wie Jupiter. Ob dieser einen THE hat oder nicht, ist eher eine Frage der Definition und interessiert nur peripher. Entscheidender ist der Umstand, dass die Temperatur seiner Atmosphäre immer weiter ansteigt, desto tiefer man in sie eindringt (auch wenn das natürlich kein Spezifikum von Jupiter ist). Das zeigte etwa die Jupitersonde Galileo, deren Modul in den Jupiter gesteuert wurde, und dort in einer Tiefe von ca. 160km 152°C maß.

https://www.chegg.com https://www.chegg.com/homework-help/vis-according-figure-jupiter-s-atmosphere-ammonia-ammonium-h-chapter-11-problem-5mcq-solution-9780321757623-exc

Jetzt stellen wir uns mal vor, wir möchten die Temperaturen in den jeweiligen Tiefen der Jupiteratmosphäre mit Strahlungsdiagrammen darstellen. An einem solchen Versuch würde man schnell verzweifeln und die Unmöglichkeit des Unterfangens erkennen. Es ist nämlich so, dass ab einer gewissen Tiefe kein Sonnenlicht mehr vordringt und zu keiner direkten Erwärmung führen kann. Anders formuliert, um so weniger Sonnenlicht desto heißer wird es.

Andererseits könnte man versuchen es rein mit der Wärmerstrahlung zu erklären. Man würde messen können, dass in jeder Höhe der Atmosphäre etwas mehr Strahlung von unten als von oben wirkt, wobei aber das Delta wohl konstant bliebe. Lediglich die absoluten Strahlungswerte würden immer weiter zunehmen, was aber auch ein unbefriedigendes Ergebnis wäre. Man würde tautologisch feststellen, es wird heißer weil es heißer wird. Fazit: ohne den atmosphärischen Wärmegradienten funktioniert es nicht.

Ein einfacher Strahlungshaushalt ist prinzipiell ausreichend um Oberflächentemperaturen von atmosphärenlosen Himmelskörpern zu bestimmen (wo es ohnehin keine Gegenstrahlung gibt). So bald jedoch eine Atmosphäre vorhanden ist, kann man deren physikalische Eigenschaften nicht ignorieren. Sehr wohl ignorieren darf man hingegen den Aspekt "Gegenstrahlung", denn dieser ist in der Tat irrelevant.

Wir kommen also zu einem eindeutigen Ergebnis auf unsere Frage welches der Modelle nun korrekt ist. Es ist das zweite Modell.

Diese Erkenntnis enthält allerdings einige unangenehme Wahrheiten.

Erstens mal muss man feststellen, dass der THE in der Regel falsch unterrichtet wird, unsere Kinder in dieser Hinsicht blöder aus der Schule rauskommen als sie reingingen.

Zweitens wirft es ein sehr schräges Licht auf die zahlreichen Klimaexperten die letztlich nichtmal verstanden haben was die Grundlage ihrer Disziplin darstellt.

Drittens darf man mal äußerst kritisch Fragen, wie denn Modell 1 zum richtigen Ergebnis kommt, wenn der Lösungsweg falsch ist? Wir wissen nun ja, dass der Ansatz nicht funktionieren kann, es aber scheinbar dennoch tut. Da gibt es leider nur eine Erklärung: man hat das Modell "parametrisiert", also die Parameter auf das korrekte Ergebnis hingeprügelt und sich nicht von Fakten leiten lassen. Es handelt sich um eine betrügerische Fälschung.

Viertens ist mit dem prinzipiell korrekten Verständnis des THEs nicht die finale Erkenntnis erlangt, sondern lediglich eine Tür aufgestoßen hinter der sich viele weitere befinden. Es zahlt sich aus darüber hinaus zu denken.

Fünftens schließlich dürfte dies auch der Grund sein, wieso Modell 1 so viel beliebter unter Klimaexperten ist. Da das Modell grundlegend falsch ist, lässt es auch keinen weiteren Erkenntnisgewinn zu.