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Virtuelle Welten
22. Januar 2006 © Schulphysik">email: Schulphysik

  

 

 

DAS BUCH HIOB (IJOB)

 

 

 

"Wo warst du, als ich die Erde gründete?
Sage mir' s, wenn du so klug bist!"

 das Bild zeigt Adam und Eva von A.Dürer im M27- Nebel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unsere Sonne ist keine liebliche Gottheit, die uns nur erwärmt und kostenlos Energie liefert. Nein, Sie ist ein gigantischer Fusionsreaktor mit einer Leistung von 3,8 1026 Watt was etwa 300 000 000 000 000 000 Kernkraftwerksblöcken entspricht. Sie scheint seit knapp 10 Milliarden Jahren und hat durch Energiezufuhr das Leben auf der Erde entwickeln lassen. Die Temperatur auf unserem Planeten schwankte im Lauf seiner 4,5 Milliarden Jahre langen Geschichte oft erheblich, pendelte sich aber immer wieder ein - sonst würde es uns und auch die Kohle (Reste tropischer Wälder) in Deutschland nicht geben. Die Sonne ist etwa 100 mal größer als die Erde und dank der Distanz von 150 Millionen km oder 100 Sonnendurchmessern von läßt es auf der Erde angenehm warm wohnen, ohne ein Allzuviel der Radioaktivität der Sonne abzubekommen.  Die Erde ist ein Winzling gegenüber der Sonne und der Mensch (von mir aus auch die ganze Menschheit) ist wiederum ein Winzling verglichen mit der Erde. Wir sind Kinder der Erde und der Sterne, bestehen aus irdischen Materialien wie Wasser aber auch aus schwereren Elementen, wie sie nur im Todeskampf großer Sterne (Supernovae) erzeugt werden. Die Erde und die Sonne ließen es zu, daß sich Gebilde wie Menschen entwickeln. Beide stehen daher wohl im rechten Masse zum Menschen, begünstigen und gefährden den Menschen gerade im richtigen Mittel. Im Bild ist der Abwehrkampf des Erdmagnetfeldes gegen den schädlichen Sonnenwind (Protonen und Neutronen usw. was so eben aus dem atomaren Ofen Sonne kommt) zu erkennen (in der Zeichnung rechts oben: hellblau=Erde mit Magnetfelldlinien, die im Sonnenwind sichtbar sind). Polarlichter sind Spuren der an den Polen (dort ist das Magnetfeld anders) umgesetzten Energien dieses todbringenden Windes.
Die zweite Abwehrlinie ist unsere Lufthülle, die om wesentlichen nur eine für das Leben günstige Licht- und Energiemischung durchläßt. Natürlich kommt auch UV- Licht durch diese Schicht, das die Haut bräunt, diverse Vitamine erzeugt aber auch Hautkrebs erzeugen kann. Die Menschen in Sonnengebieten wissen dies und schützten sich schon immer durch dichte Kleidung und große Hüte- selbst bei
tropischer Wärme!

Für die Temperaturschwankungen auf der Erde war die Sonne neben anderen astronomischen Fakten, wie Bahnstörungen, Asteroidenimpakten hauptverantwortlich.. Und sie ist es auch heute noch. Durch variablen Wasserdampfgehalt H2O und - in weit geringerem Ausmaße- auch durch den CO2 Gehalt in der Lufthülle steuerte sich die Erde durch diese Schwankungen (natürlicher Treibhauseffekt). In Warmzeiten ging es der Biosphäre (Kohlenstoffchemie) gut, das Kohlendioxid war gebunden. Umgekehrt glänzten Eiszeiten durch hohen CO2 Gehalt.
Beim Energiehaushalt unserer Erde spielen auch noch diverse Energien (Kernspaltungsenergien) aus dem Erdinneren mit, die sich in gewaltigen Vulkaneruptionen äussern. Die Eruption des Mt.St.Helens hatte etwa eine Energie die dem gesamten atomare Bombenpotential der USA entspricht. In Afrika brannte mal ein natürlicher Kernreaktor (im Schwemmland angereichertes Uran) für tausende von Jahren so vor sich hin. Die Erde schluckt solche Effekte zumal sie irdisch, also selbstgemacht sind.

Es ist eine Art von Hybris oder postkopernikanischer Grössenwahn glauben zu wollen, dass der Mensch so wahnsinnig viel Einfluss auf die Erde hat. Dies wird auch an den Zahlen in folgender Abbildung deutlich. Von dem gesamten Leistungspotential der Sonne steht der Erde nur ein kleiner Teil zur Verfügung: Solarkonstante*Querschnittsfläche = S*A=S*pi*r2 was immerhin 179 1015 Watt oder 179 000 TW entspricht.
Diese Leistung schwankt mit etwa +- 0,6% bei stiller und aktiver Sonne oder 179 000 TW +- 1000 TW .

Die Erde produziert durch Kernspaltung im Inneren selbst nur etwa 100 TW und reflektiert etwa 30% der Solarenergie. Menschliche Energieumsätze bleiben weit unter der 1% Marke dieser Leistungen.

 

 

Durch Abstrahlung wird diese Gesamtleistung wieder von der Erde abgegeben. Mit 10 TW greift die Menschheit nun tatsächlich (unerlaubterweise?) in die Bilanz ein: Der Mensch verbrennt heute Energien, die vor Jahrmillionen gespeichert wurden und kommt so auf "seine" 10 TW Gesamtleistung.

Dies sind 0,05 Promille der einfallenden Solarleistung.

Autofahrer wissen dass sie 2 Tage nach einem Glas Bier in dieser Größenordnung "liegen".
Noch interessanter ist die Tatsache, dass die "Menschliche Gesamtleistung" nur ein Prozent der natürlichen Schwankung der Solarleistung ausmacht.

Menschliche Effekte gehen mit 1% in den 99% der Sonnenschwankungen unter, können also nur bei genauer Kenntnis der historischen Sonnenleistung überhaupt abgegrenzt werden. Nun unsere seriösen Wissenschaftler gehen solche Dinge über Bohrkerne im Antarktiseis, Baumringmessungen usw. an. Signifikante Angrenzungen sind bisher noch nicht gelungen. Darf man dann sagen:

Der Mensch zerstört das Klima?

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Magier bauen virtuelle Welten

Die Funktion großer Klimamodellprogramme soll ein kleines Schulprogramm Earth Energy Balance Model (ein nettes Java Applet ) erklären helfen- nur:
Die großen Simulationsprogramme haben sich alle aus bescheidenen Anfängen entwickelt. Ob dabei der akademische Ehrgeiz, möglichst ohne empirische Datenstützpunke auszukommen um eine (die eigene) Modelltheorie möglichst elementar zu beweisen, der Weisheit letzter Schluß ist mag dahingestellt sein. Spätestens beim Vergleich einer Modellrechnung mit der empirischen Wirklichkeit kommt der Datenbezug doch wieder zum tragen. Ein Feedback mit neuen Modellparametern wird gestartet, bis das Modell die Realdaten wiedergibt. In manchen Fällen kommt man sicherlich zu neuen Modellen, die bisherige Theorie wird aufgrund von solchen Feedbacks revidiert. Ein Musterbeispiele sind das Forrester Weltmodell, an das sich nur noch populärwissenschaftliche Darstellungen klammern oder das rund 20 Jahre alte Modell 'simearth'. Man bemerkte die Unzulänglichkeit und machte ein Spiel daraus, das im Lehrbereich gar nicht so undenkbar ist :
SimEarth - allerdings muss man selbst Kinder darüber aufklären, daß es ganz so einfach nicht ist. Im Gegenteil:

Die komplexe Welt, die nach Chaotikern sogar durch Schmetterlingsflügelschläge umkippbar ist, wird nie voll durchgerechnet werden können. Es sei denn man baut mit Tipler virtuelle Parallelwelten und emuliert auf Supercomputern, die erst in so 100 Jahren gebaut werden können, die gesamte Welt. Dann stimmt die Modelltheorie auf alle Fälle, denn sie ist der Geist, der hinter dieser virtuellen Welt steht. Ob es dann allerdings noch den akademischen Erfinder dieser grandiosen Idee gibt, bleibt fraglich. Vermutlich hat er sich so mitsamt seiner Theorie in eine, dem niederen Volk unzugängliche, virtuelle Welt katapultiert und aus dem realen Kosmos eliminiert.
Siehe auch Popper zur Simulation komplexer Systeme mit einfach zu vielen Vereinfachungen.
Hinter diesen Worten steckt natürlich auch ein bisserl die Problematik der Wissenschaft im Elfenbeinturm. Solche Magier, die sich selbst wegzaubern, müssen viel tun um die (finanzielle) Unterstützung der Normalwelt zu erhalten. Gut das dürfen und sollen sie - nur ehrlich sollten sie dabei schon bleiben. Das niedere Volk gibt auch ohne Angst vor Katastrophen Geld!

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Der Klima- Flop Schulphysik

Am ersten heißen Tag nach vielen Wochen eines zu kalten Sommers die Ozonwarnungen hinauszublöcken, am besten mit sofortigem Fahrverbot erzieherisch wirken zu wollen und den Tag als heißesten der Geschichte in DE (ab wann???) zu deklarieren ist kindisch. Und es bliebe auch so, wenn wir nicht alle politisch für diese Hysterie zahlen müssten , zumindest planen beide große Parteien nicht unerhebliche "global warming" Steuern!

und manchmal ist es einfach wunderschön, unser Wetter, unser Klima:
Heidenröslein Juni 2002
Winter auf der Nassacher Höhe in den Haßbergen

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