Wärmestrahlung, Wasser und Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt betrifft nur Sonnenenergie, die als Wärmestrahlung von der Erde reflektiert wird. Diese Wärmestrahlung steigt nach dem Gesetz von Stefan-Boltzmann mit der 4. Potenz der absoluten  Oberflächentemperatur.   Was bedeutet das in der Praxis und wie kann man dies für den Klimaschutz nutzen?

Vorbemerkung

Hauptquelle für Zahlen und Anlass für diesen Artikel waren verschiedene seit August 2019 gehaltene und damit sehr aktuelle Vorträge des Australischen Mikrobiologen Walter Jehne, die ich im Folgenden  aufliste und verlinke. Walter Jehne hatte ich auch schon in früheren Artikeln erwähnt. Auf ihn aufmerksam gemacht hatte mich übrigens bereits 2018 ein deutscher Diplomlandwirt aus Mecklenburg-Vorpommern.

  • Walter Jehne: Cooling the Climate Mess ( https://youtu.be/lFViQlZF88c ). Dieser Vortrag wurde in der öffentlichen Bibliothek von Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts, einem Vorort von Boston, gehalten und am 30.8.2019 auf Youtube verfügbar gemacht.
  • Walter Jehne talk on Regenerative Agriculture at NITI Aayog, New Delhi ( https://youtu.be/mUmxY0xCsZM ). NITI bedeute National Institute for Transforming India. Es handelt sich um eine Organisation der Regierung Indiens. Dieser Vortrag wurde am 29.11.2019 auf Youtube verfügbar gemacht.
  • Regenerative Agriculture – Cooling The Earth Naturally And Reversing Climate Change – Walter Jehne ( https://youtu.be/fv2iArZ1cfM ). Dieser Vortrag wurde im Rahmen einer Veranstaltung der AP ZBNF gehalten und am 23.11.2019 live übertragen und auf Youtube verfügbar gemacht. AP ZBNF ist die Organisation zur Förderung des Zero Budget Natural Farmings des Indischen Bundesstaates Andhra Pradesh. Siehe dazu auch meinen Blogartikel Natürliche-Null-Budget-Landwirtschaft.

Zahlenwerte habe ich in vielen Fällen aus diesen Vorträgen von Walter Jehne übernommen.

Was ist der Treibhauseffekt?

Die kurzwellige Sonnenstrahlung kann die Atmosphäre bei klarem Himmel weitestgehend durchdringen.

Beim Auftreffen der Sonnenstrahlung wird ein Teil der Sonnenstrahlung wieder als kurzwellige Strahlung reflektiert und verlässt die Erde so ungehindert wie sie gekommen ist.

Wenn die Erde ein perfekter Spiegel wäre

Wenn die Erdoberfläche ein perfekter Spiegel wäre und wenn die Luft sauber und frei von Wasser wäre, dann würde die gesamte Sonnenstrahlung unverändert zurück ins Weltall reflektiert. Auf der Erde wäre es dann extrem kalt.

Wenn die Erde ein perfekter schwarzer Körper wäre

Wenn die Erde ein perfekter schwarzer Körper wäre, dann würde die gesamte einfallende kurzwellige Sonnenstrahlung von der Erdoberfläche resorbiert. Die Energie der kurzwelligen Sonnenstrahlung würde aber nicht einfach verschwinden, sondern sie würde in Wärmeenergie umgewandelt. Die Erdoberfläche würde sich aufheizen. Je wärmer die Erdoberfläche würde, desto mehr Wärmestrahlung würde sie dann als langwellige Wärmestrahlung oder oder Infrarotstrahlung in Richtung Weltall abstrahlen.

Das Gesetz von Stefan-Boltzmann

Das nach den  Physikern Josef Stefan und Ludwig Boltzmann benannte physikalische Gesetz besagt:

Jeder Körper, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, gibt Wärmestrahlung an seine Umgebung ab. Ein Schwarzer Körper ist ein idealisierter Körper, der alle auf ihn treffende Strahlung vollständig absorbieren kann (Absorptionsgrad = 1).

Es wird mit der Formel beschrieben.

Die Hochzahl 4 bedeutet, dass die Temperatur 4 mal mit sich selbst multipliziert wird.  Was das ganz konkret bedeutet, habe ich weiter unten an praktischen Beispielen mit tatsächlich gemessenen Werten nachgerechnet und gezeigt.

Treibhauseffekt als Wärmestrahlungsbremse

Der Treibhauseffekt beschreibt nun das Phänomen, dass Wasserdampf, CO2 und Methan und andere Treibhausgase in der Atmosphäre die Abstrahlung der Wärme in Richtung Weltall behindern. Ohne den Treibhauseffekt wäre es auf der Erde 33 °C kälter als es heute mit Treibhauseffekt ist. Alles Wasser, auch das der Ozeane wäre gefroren und Leben auf der Erde wäre unmöglich. Wie bei allem im Leben und in der Medizin, kommt es aber auch beim Treibhauseffekt auf die Dosis an. Um wie viel ist der Treibhauseffekt nun aber zu groß und wie groß ist der Anteil des CO2 und wie groß der der anderen Treibhausgase am gesamten Treibhauseffekt?

Die Anteile der Treibhausgase am Treibhauseffekt

CO2  hat 11 % Anteil am Treibhauseffekt und  4 % Anteil an der globalen Wärmedynamik. Dazu sollte man bedenken, dass die CO2-Konzentration in prähistorischen Zeiten bei ca. 185 und knapp 300 ppm geschwankt hat. Heute, als Folge der Nutzung fossiler Energieträger und als Folge der Land- und Forstwirtschaft, liegt sie bei ca. 413 ppm (siehe auch meinen Artikel Zum Thema CO2 und Klima).

Der Anteil des Wasserdampfes am Treibhauseffekt liegt bei über 80 %.  Der Anteil des Wassers an der globalen Wärmedynamik liegt sogar bei 95 %.

Auf Methan und andere Treibhausgase entfällt der kleine Rest.

Die Realität ruiniert jedes CO2-Sparkonzept

Wenn man die CO2-Emissionen tatsächlich auf Null reduzieren könnte und würde, würde das die Wärmebilanz der Erde  nicht verändern. Die Klimaerwärmung ginge einfach weiter.

Selbst wenn man die CO2-Emissionen negativ machen würde, was man insbesondere mit Hilfe der Landwirtschaft tatsächlich kann und aus einer ganzen Reihe von Gründen auch unbedingt tun sollte, wie ich u.a. in Klimaschutz durch Landwirtschaft und in Die Angst vor dem Klimawandel sinnvoll nutzen gezeigt habe, dann würde sich die CO2-Konzentration in der Atmosphäre und damit auch der Treibhauseffekt des CO2 wegen der Pufferwirkung der Ozeane nur sehr langsam verändern.

Ein sehr interessantes Argument gegen Versuche, die CO2-Emissionen zu reduzieren ist übrigens die Spieltheorie, wie Prof. Dr. Christian Rieck in Warum CO2 sparen das Gegenteil bewirkt (soziales Dilemma Spieltheorie), einem Beitrag vom 31.12.2019, auf Youtube erklärt.

Die Strahlungsbilanz der Erde

Die die Erde treffende Sonnenstrahlung hat eine Energie von 342 W/m² . Die die Erde verlassende Strahlung hat heute eine Energie von 339 W/m². Der Unterschied beträgt 3 W/m², was deutlich unter 1 % ist. Dieser kleine Unterschied verursacht die Klimaerwärmung.

Um vor Überschwang zu warnen und Irrtümern vorzubeugen: Diese Werte beziehen sich, wenn ich es richtig  verstehe, notwendigerweise auf die gesamte Strahlung und nicht nur auf die Wärmestrahlung. Die ursprüngliche Überschrift dieses Abschnitts lautete “Die Wärmebilanz der Erde”, aber dann habe ich mir überlegt, dass dies einen falschen Eindruck vermittelt.

Die Wärmestrahlung ist nur der langwellige, infrarote Teil der gesamten Strahlung. Aber auch der Treibhauseffekt wirkt sich nur bei der langwelligen, infraroten Wärmestrahlung aus. Wenn man die Klimaerwärmung reduzieren oder umkehren will, kann man versuchen den Treibhauseffekt reduzieren, indem man die CO2-Konzentration reduziert. Das ist aber nur eine und dazu auch noch eine extrem teure und aus verschiedenen Gründen ziemlich unwirksame Methode.

Eine andere, voraussichtlich sehr schnell wirkende Methode wäre die Reduzierung der Wärmestrahlung im Allgemeinen. Mehr Vegetation bedeutet zwar automatisch auch weniger Wärmestrahlung an der Erdoberfläche . Diese Möglichkeit zu untersuchen ist das Hauptziel dieses Artikels.

In diesen Abschnitt, Strahlungsbilanz der Erde, gehört auch noch (wenn ich das richtig verstanden habe, global betrachtet), dass die verbliebene Vegetation 85 W/m2 bzw. ca. 24 % der Strahlungsenergie der Sonne per Transpiration zurück ins Weltall transportiert. Eine Steigerung dieses Effektes der Vegetation um weniger als 4 % würde demnach bereits genügen, um die Klimaerwärmung zu stoppen.

Die Optimierung der Strahlungsbilanz der Erde

Die zu beantwortende Frage lautet, wie kann man die Strahlungsbilanz der Erde so optimieren, dass Energie der einfallenden Strahlung wieder der Energie der die Erde verlassenden Strahlung entspricht?

Der Treibhauseffekt wirkt sich nur auf die langwellige Infrarot- oder Wärmestrahlung aus. Die Beeinflussung des Treibhauseffektes durch eine Reduzierung der CO2-Emissionen wird nicht reichen und sie ist in der Praxis auch gar nicht möglich. Ein mutwillig zu Klimaschutzzwecken provozierter Kollaps der Weltwirtschaft oder ein 3. Weltkrieg, würde die CO2-Emissionen radikal und extrem schnell reduzieren und die Klimaerwärmung stoppen. ABER, die Ursache für das Stoppen oder die Umkehr der Klimaerwärmung wäre eher nicht die bewirkte Reduzierung der CO2-Emissionen.

Die Klimaerwärmung würde vielmehr beendet, weil der Anteil der den Treibhauseffekt auslösenden Wärmestrahlung der Erdoberfläche in der Strahlungsbilanz der Erde reduziert würde. Die Erde würde grüner, der Kohlenstoffgehalt und damit auch die Wasserspeicherkapazität der Böden würden wieder zunehmen. Das alles würde die Oberflächentemperatur der Erde senken. Die Wärmestrahlung würde sinken. Ein größerer Teil der Sonnenenergie würde wieder als kurzwelliges Licht zurück ins Weltall gestrahlt. Zusätzlich würde ein sehr viel größerer Teil der auf der Erdoberfläche in langwellige Wärmestrahlung umgewandelten Sonnenstrahlung lokal bei der Transpiration der Pflanzen und durch die dann auch bei wolkenlosem Himmel länger feuchten Böden in Wasserdampf verwandelt. Die dabei benötigte Verdampfungswärme würde mit dem Wasserdampf wie mit einem Fahrstuhl aufsteigen und in großer Höhe beim Kondensieren des Wasserdampfes wieder freigesetzt, um dann von dort, wo die Luft dünner und damit auch die Wirkung des CO2 geringer ist, als Wärmestrahlung ins Weltall abgegeben zu werden.

Meines Erachtens kann man die für das Klima zweifellos sehr positiven Effekte eines Zusammenbruchs der Weltwirtschaft oder eines 3. Weltkrieges auch ganz friedlich, sehr kostengünstig, und sogar wesentlich schneller und besser mit den lokal verfügbaren Mitteln bewirken.

Zahlen zur Oberflächentemperatur und Wärmestrahlung

Zu den jeweiligen Temperaturen habe ich mit der Formel des Stefan-Boltzmann Gesetzes die Wärmestrahlung berechnet, wobei ich die Wärmestrahlung für die niedrigere oder die Umgebungstemperatur gleich 1 gesetzt habe.

Asphalt

Zitat aus Zitat aus www.medpets.de/hunde-und-warme-sommertage-8-tipps:

“Asphalt beispielsweise erwärmt sich in der Sonne bei einer Außentemperatur von 25 °C auf bis zu 50 °C. Bei Sommerhitze mit über 30 °C kann Asphalt selbst eine Temperatur von 60 °C erreichen. “

Veränderung der Wärmestrahlung des Asphaltes bei einer

  • Temperatursteigerung von 25 °C auf 50 °C : +38 %
  • Temperatursteigerung von 30 °C auf 60 °C : +45,9 %

Man könnte, wenn es regnet, das Wasser zumindest teilweise auffangen und wenn dann die Sonne scheint und der Asphalt heiß wird, könnte man das Wasser auf den Asphalt sprühen oder laufen lassen. Dort würde es verdampfen und die Aufnahme der Verdampfungswärme würde den Asphalt kühlen. Die Wärmestrahlung an der Erdoberfläche würde entsprechend geringer. Die Wärme würde dann in großer Höhe wieder abgegeben, wenn das Wasser dort wieder kondensiert. Das in der Höhe kondensierte Wasser wird dann dann auch wieder relativ ortsnah als Regen fallen. Man kann dieses ganz allgemein für bebaute Flächen anwenden. Es könnte sinnvoll sein, auf der Ebene der Gemeinden, Landkreise und Länder über diese Möglichkeit etwas gegen die Klimaerwärmung zu tun, nachzudenken.

Vergleich von blankem Boden und Zwischenfrucht

Der bei an regenerativer Landwirtschaft sehr bekannte Farmer Gabe Brown aus dem US-Bundesstaat Nord Dakota zeigt in seinem Vortrag  Treating the Farm as an Ecosystem, Part 1, The 5 Tenets of Soil Health (https://youtu.be/uUmIdq0D6-A) bei Position 1:30:00 ein Beispiel: Es war ein Tag mit gut 90°F, das sind über 32,2 °C. Er zeigt dazu auf einem Bild die Messung der Bodentemperatur mit zwei Einstichthermometer, auf der einen Seite  wurden 87,6 °F = 30,89 °C in einem von Pflanzen bedeckten Stück Boden gemessen.  Auf der anderen Bildseite wurden auf einem Stück blankem Boden 107,4 °F = 41,89 °C gemessen.

Die von der Erdoberfläche emittierte Wärmestrahlung ist nach dieser Messung auf dem nicht von Pflanzen bedeckten Boden 15,3 % höher als auf dem von Pflanzen bedeckten Stück.

Allerdings wurde bei der Messung wohl ein systematischer Messfehler gemacht, wie der Artikel Surface Temperatur Measurments of Bare Soils von M. Fuchs und C.B. Tanner im Journal of Applied Meteorology vom April 1968 zeigt. Eine präzise Messung der Temperatur der Oberfläche landwirtschaftlicher Flächen ist schwieriger als es scheint. Die tatsächliche Temperatur war vor allem bei auf dem Stück unbedeckten Boden sehr wahrscheinlich höher als die  von Gabe Brown gemessene Temperatur. Für eine präzise Messung der für die Wärmeabstrahlung maßgeblichen Oberflächentemperatur von Böden, sollte die Bedeckung der Sonde höchstens ca. 1 mm betragen. Besser ist es, die Temperatur mit einem präzisen Infrarotthermometer zu messen. Ein Einstichthermometer liefert bei einem von der Sonne bestrahlten Boden systematisch eine unter der tatsächlichen Oberflächentememperatur liegende Temperatur.

Nach Art der Vegetation unterschiedliche Temperaturen

Der auf www.nature.com am 19.9.2016 veröffentlichte Artikel Soil surface temperatures reveal moderation of the urban heat island effect by trees and shrubs von J. L. Edmondson, I. Stott, Z. G. Davies, K. J. Gaston & J. R. Leake . Dieser Artikel zeigt, dass vor allem größere Vegetation (Bäume und Sträucher) im Sommer die Oberflächentemperatur besser senken als kleine Vegetation (Kräuter).  Ich zitiere und übersetze hier aus der Zusammenfassung dieser vor allem auch für Städte und Gemeinden interessanten Studie:

In einer mittelgroßen Stadt im Vereinigten Königreich wurden an 100 Stellen Temperaturlogger auf der Oberfläche begrünter Flächen angebracht – unterteilt nach Nähe zum Stadtzentrum, Vegetationsbedeckung und Landnutzung. Die mittlere tägliche Oberlächentemperatur, gemessen über 11 Monate stieg um 0,6 °C von den Außenbezirken der Stadt zum Zentrum hin. Bäume und Sträucher auf öffentlichen (non-domestic) Grünflächen reduzierten die  mittlere maximale, tägliche Oberflächentemperatur der Böden im Sommer um 5,7 °C im Vergleich zu krautähnlicher Vegetation. Im Winter waren die Böden bei den Bäumen und Sträuchern aber geringfügig höher. Bäume in privaten Gärten, die in der Regel kleiner sind, waren bei der Reduzierung der sommerlichen Oberflächentemperatur weniger effektiv.

Ein Versuch in Weinbergen

Der Agricultural Water Management 116:128–141 · January 2013 veröffentlichte Artikel Using soil surface temperature to assess soil evaporation in a drip irrigated vineyard von Belinda Kerridge,  John – Hornbuckle, Evan Christen und  R.D.  Faulkner enthält einige für das Verständnis von effektiven Antworten auf die Klimaerwärmung wichtige Hinweise:

Man kann die Verdampfung der Feuchtigkeit der Böden messen, indem man die tägliche Schwankung  Oberflächentemperatur misst.

Die folgende Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen der Veränderung der mit einem Infrarotthermometer gemessenen Bodentemperatur in Relation zur Luftemperatur, in Abhängigkeit von der von der Bodenfeuchte abhängigen Verdampfung:

Quelle: Agricultural Water Management 116:128–141 · January 2013 veröffentlichte Artikel Using soil surface temperature to assess soil evaporation in a drip irrigated vineyard von Belinda Kerridge,  John – Hornbuckle, Evan Christen und  R.D.  Faulkner

Zu den gemessenen Oberflächentemperaturen hier eine Übersetzung aus der Zusammenfassung der Studie:

Die Oberflächentemperatur des Bodens wurde in einem mit Tröpfchen bewässerten (drip irrigated) Weinberg mit Infrarotsensoren gemessen, die auf einem Quad montiert waren. Es wurde an verschiedenen Tagen in der Saison 2009 – 2010 gemessen (offenbar auf der Südhalbkugel, nämlich in Australien). Die Oberflächentemperatur in den Weingärten schwankte von 4,6 °C bis 65,5 °C unter dem Rebstock und von 6,8 ° C bis 75,6 °C in der Mitte der Reihe. Die Differenz zwischen den täglichen Minima und Maxima der Oberflächentemperatur des Bodens schwankte zwischen 20,2 und 59,7 °C in Bereich zwischen den Reihen und zwischen 13,6 °C bis 36,4 °C unter den Weinpflanzen.

Wenn man annimmt, dass die maximalen und minimalen  Oberflächentemperaturen des Bodens unter dem Rebstock und zwischen den Reihen jeweils zur selben Zeit gemessen wurden, dann ergeben sich folgende Unterschiede in der Wärmestrahlung zwischen dem Boden unter der Weinpflanze und zwischen den Pflanzen:

  • 13,6 °C unter der Weinpflanze zu 20,2 °C dazwischen:  9,5 %  mehr Wärmestrahlung bei fehlender Vegetation.
  • 36,4 °C unter dem Rebstock zu 59,7 °C dazwischen: 33,7 % mehr Wärmestrahlung bei fehlender Vegetation.

Der Artikel enthält eine ganze Reihe sicher sehr interessante Literaturhinweise, denen ich hier aber aus Zeitmangel und weil ich hier keine Unibibliothek zur Verfügung habe, nicht nachgehen kann.

Die soweit wesentliche Information reicht für diesen Artikel aber aus:

  1. Mit Vegetation kann die Bodenoberflächentemperatur und damit die Wärmestrahlung erheblich gesenkt werden.
  2. Bodenfeuchte führt zu bei Sonnenenstrahlung wesentlich geringeren Bodenoberflächentemparaturen und damit auch zu einer wesentlich niedrigeren Wärmestrahlung.

Zur Erinnerung. Erst die Wärmestrahlung der Böden führt dazu, dass der Treibhauseffekt zu einer Klimaerwärmung führen kann. Wenn die Erdoberfläche weniger Wärme abstrahlt, weil sie durch die Verdampfung von Wasser oder durch die Bedeckung mit Pflanzen gekühlt wird, dann sinkt der Effekt des Treibhauseffektes und damit auch der Beitrag zur Klimaerwärmung entsprechend.

Wenn man die Niederschläge lokal zurückhält, indem man wie Walter Jehne sich ausdrückt die Böden mit entsprechenden Methoden der Land- und Forstwirtschaft zum wasserspeichernden “Boden-Kohlenstoff-Schwamm” macht, dann kann man wenn die Sonne scheint, das Land und damit auch das Klima effektiv kühlen.

Regen vertreibende Hochdruckgebiete vermeiden

Ein wichtiger Effekt zu hohen Bodenoberflächentemperaturen ist, dass sich dadurch die Luft ausdehnt und dass damit der Luftdruck steigt. Wenn ganze Landstriche, Länder oder sogar Kontinente im Mittel zu hohe Bodenoberflächentemperaturen haben, entstehen Hochdruckgebiete. Die heiße Luft vom Land strömt dann durch den höheren Luftdruck in Richtung Ozeane, wo sie deren Wasser erwärmt und dort zusätzliche Energie zuführt, die dann z.B. Tropenstürme aufladen. Wenn stattdessen die Oberflächentemperatur über dem Land dank Verdunstung und Vegetation relativ niedrig ist, dann können sich leichter Druckgefälle aufbauen, die Regenwolken vom Meer zum Land transportieren.

Fazit

Das mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit sehr  reale Problem der Klimaerwärmung der zunehmenden Extremwetterlagen kann mit dem von dem Medien und der Politik favorisiertem Mittel der Reduzierung der CO2-Emissionen nicht wirksam angegangen werden. Vielmehr wird die aktuelle Klimapolitik Deutschland und Europa absehbar und völlig unnötig in eine wirtschaftliche und damit wohl auch soziale und humanitäre Katastrophe stürzen (siehe dazu auch meinen Artikel Zum Thema CO2-Bepreisung.

Darüber hinaus braucht man keine internationalen Verträge, Konferenzen für den Klimaschutz, sondern man kann sehr effektiv und kostengünstig auf lokaler und nationaler Ebene etwas gegen die Klimaerwärmung tun. Siehe dazu auch schon meinen Artikel Wirksamer Klimaschutz ist Gemeinde- und Ländersache  und die dort verlinkten Artikel, Interviews und Vorträge.

Das was ich hier in Deutschland im 2019 in Sache Klimaschutz erlebt habe ist deprimierend. Ob sich 2020 etwas bessert bleibt abzuwarten. Die Mittel und Möglichkeiten sind jedenfalls vorhanden.

Kelberg, den 1.1.2020

Christoph Becker

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13 Gedanken zu „Wärmestrahlung, Wasser und Treibhauseffekt“

  1. Hallo Christoph Becker,

    obwohl ich Umweltnaturwissenschafter der ETH Zürich bin, ist sind die wissenschaftlichen Zusammenhänge schwierig zu verstehen. Ich hätte dazu wohl auch einige Anfänger- und oft wiederkehrende Fragen zum Verständnis. Ich würde vorschlagen, dass sie Kommentare zum Artikel erlauben, was Lesern wie mir sehr helfen würde, die Thematik zu verstehen. Jedenfalls Gratulation zu Ihren Überlegungen!
    beste Grüsse

    1. Hallo Herr Fuchs,
      Kommentare sind grundsätzlich bei allen meinen Artikeln zugelassen. Nur den ersten Kommentar muss ich jeweils ausdrücklich freischalten.
      Auf Ihre Fragen bin ich gespannt. Ich sollte allerdings noch erwähnen, dass ich die letzten beiden Artikel unter ziemlichem Zeitdruck geschrieben habe (ich hätte besser an meiner Einkommens- und Umsatzsteuererklärung und dazu auch noch an einigen zahntechnischen Arbeiten und Problemlösungen in meinem Praxislabor gearbeitet, als an den beiden letzten Artikeln). Viele Punkte habe ich vermutlich vergessen oder nicht für so wichtig gehalten, weil ich sie schon in früheren Artikeln erwähnt habe, und vieles hätte ich noch besser recherchieren und hinzufügen sollen – aber wenn ich das getan hätte, dann wären die Artikel auch wieder zu lang und zu unübersichtlich und ich wäre beim Finanzamt und in meinem Praxislabor noch mehr in Verzug. Zum Beispiel sollte ich noch ergänzende Artikel über “Das Märchen vom Nährstoffklau”, über das Thema “Unter welchen Bedingungen sich Diversität lohnt” und über die Sukzession und die zugehörige mikrobiologischen Symbiose der Pflanzen schreiben. Diese Themen zu verstehen und gut zu erklären ist nämlich mit Sicherheit sehr wesentlich um beispielsweise Landwirte davon zu überzeugen, dass wie und warum man die Vegetationsdecke und die Wasserspeicherkapazität der Büden in der Praxis optimieren könnte und sollte. Zum Beispiel glauben viele – wie ich es früher als Junge vom Land auch gelernt habe – dass “Unkräuter” den Nutzpflanzen Nährstoffe und Wasser wegnehmen. Das ist aber, wenn überhaupt, dann nur in ziemlich toten Böden der Fall, usw..

      MfG
      Christoph Becker

      1. Guten Abend Herr Becker,

        Sie machen das sehr gut. Die Zusammenhänge können Sie ausgezeichnet erklären und besser wie mancher Landwirt.
        Bzw. denen ist es oft nicht klar, da die ldw. Ausbildung auch ein Framing ist und für viele nach dem Dörnröschenschlaf die Alternativen Augenöffner sind.
        Vielleicht haben Sie Viviane Theby vom Scheurerhof in der Eifel schon auf dem Schirm. Ihre Videos und Webinare sind sehr aufklärend und vielversprechend für holisitc planned grazing in Deutschland.

        Liebe Grüße aus Bayern

        W. Sappl

        1. @Wolfgang Sappl,
          der Scheuerhof ist für mich nur ca. 30 Autominuten entfernt. Die Weiden und die Weidetechnik des Scheuerhofes habe ich mir 2019 insgesamt dreimal angesehen. Einmal vor Beginn der Weidesaison im Rahmen einer Wanderung und einmal im Frühsommer nur kurz im Rahmen eines kleinen Ausfluges, jeweils zusammen mit meiner Frau, und dann noch einmal gründlich und in Ruhe mit einer guten Kamera im Hochsommer, als es schon länger ziemlich trocken war. Die Frage, die mich dazu veranlasst hatte, war ob es vielleicht Sinn machen könnte eine kleine Exkursion für Bauern hier aus der Vulkaneifel zu organisieren. Meine Antwort auf diese Frage war damals “vorerst bessern noch nicht”. Ein Grund dafür war, dass ich im vorigen Frühjahr noch nicht einmal ansatzweise zu erkennen konnte, dass man dort auch das Konzept der Ganzjahreweide nutzt, wie es Jim Gerrish, auf Youtube und vor allem auch in seinem Buch “Kick the Hay Habit” erklärt. Das Konzept der Ganzjahreweide gehört für mich aber zwingend zu einer zukunftsfähigen Landwirtschaft, mit der die Landwirte und die Bevölkerung auch im postfossilen Zeitalter noch eine Chance auf eine Landwirtschaft haben, mit der so etwas wie Wohlstand, Bildung und Zivilisation auch für die Masse der Bevölkerung noch möglich ist. Wie ich jetzt in dem neusten Artikel https://www.permakultur-scheuerhof.de/hohes-gras-mitten-im-winter/ und den zugehörigen Videos gesehen habe, ist man auf dem Scheuerhof aber inzwischen auch in dieser Richtung unterwegs.
          Wie ich nun auch im FC-Forum von soilfoodweb.com gesehen habe, ist Viviane Theby auch dort seit Mai 2019 unterwegs.
          Ich werde Viviane Theby und Karl Reißner vom Scheuerhof mal besuchen und vielleicht kann ich ja auch den einen oder anderen Bauern hier aus der Vulkaneifel dazu motivieren an dem einen oder anderen der jetzt für 2020 vom Scheuerhof angebotenen Hoftage zu besuchen. Vielleicht motiviert mich das auch wieder etwas dazu, die neuen Onlinekurse von Dr. Elaine Ingham und auch deren Zertifizierungsprogramm weiter zu verfolgen und zu absolvieren. In 2019 habe ich diesbezüglich nur noch hin und wieder etwas getan, weil die Beschäftigung mit dem Thema Landwirtschaft und Bodenleben für mich eigentlich völlig sinnlos und eher demotivierend und frustrierend ist. Das heißt, es war und ist alleine schon mit Blick auf die Klimadebate sehr sinnvoll, die Möglichkeiten, die es in der Landwirtschaft gibt, kennen und auch gut verstehen zu lernen, aber ich bin halt kein Landwirt, sondern Zahnarzt und Ingenieur. Mein Artikel zum Thema Klimaschutz wären anders nicht möglich gewesen. Anderseits ist es für mich aber viel spannender und vor allem auch finanziell attraktiver, mich mit revolutionären Entwicklungen in den Bereichen Zahnersatz und Implantologie zu beschäftigen und diese praktisch um zu setzen. So gesehen sind Viviane Theby und Karl Reißner mit dem Scheuerhof für mich eine Befreiung im Sinne von: Die machen das und die können den Eifelbauern praktisch zeigen dass und wie es geht, wobei Viviane Theby als Tierärztin, und Karl Reißner als erfahrener Landwirtschaftsmeister und echter Eifler, ganz anders ankommen und überzeugender sein werden als ich. Vielleicht ist es für die aber ganz nützlich, dass ich mit meinen Artikeln zu den Themen CO2 und Klimaschutz und auch mit meinen Artikeln zur Ernährung (www.freizahn.de/2018/09/infos-und-gedanken-zur-fleischdiaet/ , http://www.freizahn.de/2019/01/gesund-abnehmen-auch-ohne-sport-und-hunger/ ) sowie mit meinen Artikeln zum Thema Rinder und Methan ( https://www.freizahn.de/2018/08/fakten-zu-methan-und-rinderhaltung/ und https://www.freizahn.de/2017/06/eine-klimafreundliche-rindfleischproduktion/ ), aber auch mit Artikel über die allgemeine Bedrohungslage und das Kollapsrisiko sowie über den Dürre und Hochwasserschutz, eine ganze Menge flankierende und unterstützenden Informationen geliefert habe, mit denen es vielleicht hier und da besser gelingt bei Landwirten, Behörden und Lokalpolitikern die Motivation zu steigern, um z.B. die Angebote des Scheuerhofes zu nutzen und das was die Landwirte dort lernen können dann auch ein zu setzen.
          Beste Grüße aus der Eifel
          Christoph Becker

  2. Zur Kuehlung des Asphalts:
    Eine hoehere Temperatur des Asphalts, oder welcher Oberflaeche auch immer, fuehrt zu einer hoeheren Abstrahlung von Waerme. Korrekt. Das will man doch!
    Also nicht kuehlen!
    Albedo-Effekt: Eis ist weiss, reflektiert gut.
    Das ist fuer die Klimajuenger gewuenscht.

    Viel Erfolg wuenscht Warner Bruns

    1. @Warner Bruns,
      vereinfacht ausgedrückt wird die auf der Erde auftreffende Sonnenstrahlung mit zwei verschiedenen Strahlungsformen zurück ins Weltall abgestrahlt.
      1. Die langwellige, Infrarot- oder Wärmestrahlung.
      2. Kurzwellige Lichtstrahlung.
      Der Treibhauseffekt wirkt sich nur auf die langwellige Wärmestrahlung aus. Mit Hilfe der Treibhausgase wird die Erdatmosphäre zu einem Filter, der die kurzwellige Lichtstrahlung ungehindert durchlässt, während er die langwellige Wärmestrahlung behindert.

      Die Stellschrauben zur Beeinflussung der als Umgebungstemperatur gemessenen, mittleren lokalen Temperatur sind vor diesem Hintergrund (vereinfacht ausgedrückt):

      1. Den Filtereffekt der Erdatmosphäre für Infrarotstrahlung durch Reduzierung der Treibhausgase reduzieren. Das ist das was die EU, die Bundesregierung, FFF, Greta und Extinction Rebellion vorschlagen und erzwingen wollen – und was das Coronavirus, Donald Trumps Handelspolitik und ggf. auch ein globaler Wirtschaftskollaps oder ein Weltkrieg bewirken. Wegen der Pufferwirkung der Ozeane kann man die Mittlere Temperatur aber selbst mit sehr extremen Maßnahmen nur ziemlich langsam reduzieren.

      2. Man kann die Umwandlung von kurzwelligem Sonnenlicht in langwellige Wärmestrahlung reduzieren indem man die Oberflächentemperatur senkt. Die Hauptursache der schon sehr realen menschengemachten “Klimaerwärmung” ist die Steigerung der Wirkung des Treibhauseffektes, die dadurch zustande kommt, dass man durch Bebauung, Bodenbearbeitung usw., aber auch durch Luftverschmutzung, die Umwandlung von kurzwelligem Sonnenlicht in langwellige Wärmestrahlung gesteigert hat.

      Ziel einer rationalen, humanen und schnell wirkenden Klimapolitik ist vor diesem Hintergrund NICHT die Reduzierung der Treihausgasemissionen sondern die Reduzierung des Anteils der eintreffenden Sonnenstrahlung der als Wärmestrahlung zurückgestrahlt wird. Das bedeutet in der Tat, dass man damit zugleich immer auch die Reflektion der kurzwelliger Strahlung und damit den Albedo-Effekt steigern muss.

      Man könnte auch daraus wieder idiotische, größenwahnsinne, Bürokraten, Ingenieure und machtgeile, nach ultrakomplexen globalen Lösungen lechzende Politiker faszinierende Problemlösungen ableiten und möglichst viel Land und Gebäude weiß färben oder sogar verspiegeln.
      Man kann aber auch mit lokalen, unkomplizierten, preiswerten und natürlichen Methoden die mittlere Oberflächentemperatur und damit auch die Wirkung des Treibhauseffektes und die “Klimaerwärmung” schnell und effizient stoppen und sogar rückgängig machen.

    2. Heißer Asphalt strahlt fühlbare Wärme aus, wie jede dunkle Oberfläche in der prallen Sonne! Diese heizt nun die untere Atmosphäre auf und führt zur tatsachlich spürbaren Klimaerwärmung in der Nähe der Erdoberfläche . Als gebeuteltem Landwirt aus Sachsen-Anhalt können Sie mir dieses ruhig glauben. Wenn aber nun eine Pflanze Wasser verdunstet, transpiriert, dann entsteht nur eine latente Wärme, die man nicht spürt, sondern diese kühlt die Pflanze und ihre Umgegend und bietet vielleicht sogar noch Schatten. Dieser Wasserdampf, der in der Pflanze mit seiner Verdunstungskälte diese und ihre Umgebung kühlt, steigt nun auf in große Höhen unserer Atmosphäre und gibt dort diese dann nicht mehr latente Wärme während der Kondensation in den Weltraum ab. Der entstehende Regen fällt dann hoffentlich regelmäßig ( im kleinen Wasserkreislauf) auf unsere Erde und nicht als Sintflut ( der große Wasserkreislauf), wie es immer häufiger geschieht. Also Straßen mit Alleebäumen versehen. Steingärten des Grauens wegreißen und begrünen. Oberflächenabfluss verhindern und pflanzenverfügbar versickern lassen, nicht nur Bäume pflanzen, sondern mehr ganzjährige Begrünungen und winterharte Zwischenfrüchte. Denn alles Wasser, was zu schnell die Kontinente verlässt, trägt sicher noch mehr zum Meeresspiegelanstieg bei, als das “bisschen Gletscherschmelze”. Der CO2-Anstieg, den die BunteRepublik Deutschland nun erfolglos und teuer für den Steuerzahler mit einer CO2-Steuer bekämpft, ist sicher nur ein Symptom des Verlustes von Kohlenstoff(“Humus”) aus den Landoberflächen durch Missmanagement. Diese Erkenntnisse sind aber erst seit wenigen Jahren oder Jahrzehnten, nur wenigen Interessierten, bekannt. Es entspricht dem Wirken und Arbeiten der wirklich mitdenkenden Regenerativen Landwirtschaft, die weltweit als Graswurzelbewegung im Aufbau ist. In der breiten Masse ist dieses aber eben noch nicht angekommen. Man macht es sich halt bequem. Es ist ein Jahrhundertealtes menschliches Verhalten. BRÄSIGE INSTITUTIONELLE TRÄGHEIT. Wenn nun alle Landbewirtschafter, nicht nur “Bauern”, mit diesen einfachen Methoden den Wasserhaushalt wieder herstellen und den Temperaturanstieg mit allen seine schlimmen Folgen aufhalten, ist diese nicht teuer, aber es hat keine Großindustrie und keine politikbestimmenden Kapitalgesellschaften etwas daran verdient, weil es so einfach sein kann, es hat also “keinem” etwas genutzt( Großkapital und Staat). Dieses ist nämlich kein direkt messbares und steuerbares Bruttosozialprodukt, sondern diese sind echte Werte, die hier nachhaltig geschaffen werden und das alles Leben hier aus Erden wieder lebenswert machen.
      Kristian Oelze

  3. Schade, daß Sie sich so viel Mühe neben Ihrer Berufstätigkeit machen und dann das Gesagte leider durch Sätze wie: “…die CO2-Konzentration in prähistorischen Zeiten bei ca. 185 und knapp 300 ppm geschwankt hat.” ziemlich wertlos machen.
    Prähistorisch ist so ziemlich alles und da gab es extreme Konzentrationsschwankungen, lediglich zu vorindustriellen Zeiten findet man immer wieder die im Satz genannten Zahlen.
    Aber selbst die stimmen so nicht.

    1. @Wolfgang Brauns,
      an der betreffenden Stelle hatte ich einen anderen Artikel verlinkt. Dort findet man das Diagramm des Vostok Antartik Eisbohrkerns, der die Daten aus den letzten 800.000 Jahren zeigt. In diesem Diagramm schwanken die Werte zwischen ca. 185 und 300 ppm :
      http://www.freizahn.de/2019/07/zum-thema-co2-und-klima/#co2_in_den_letzten_800000_jahren
      Wenn man in dem verlinkten Artikel, also in “Zum Thema CO2 und Klima” nachliest, dann sieht man schon, dass ich dort sehr wohl auch erwähnt habe, dass es in noch früheren Zeiten auch drastisch höhere CO2-Konzentrationen gab.
      Sie finden dort auch von mir

      Das Karbonzeitalter, dem wir einen großen Teil der Kohlevorkommen zu verdanken haben, begann vor knapp 360 Millionen Jahren. Wie man der kleinen Grafik oben entnehmen kann, betrug der CO2-Gehalt bei Beginn des Karbonzeitalters ca. 9 %, was 90.000 ppm, bzw. dem 2180-fachen der heutigen CO2-Gehalt entsprochen haben würde. Dem Text zu Bild 1 zur Folge lag der CO2-Gehalt vor 500 bis 400 Millionen Jahren aber nur bei 4000 bis 6000 ppm

      Natürlich war z.B. auch das Karbonzeitalter ein prähistorisches Zeitalter, und nicht nur der vom Vostok Eisbohrkern abgedeckte Zeitraum der letzten 400 Tsd. Jahre.
      In sofern haben Sie recht. Man kann aber auch argumentieren, dass man mit “prähistorisch” nur die Zeit vom Auftauchen des Homo Sapiens bis zum Beginn der Geschichtsschreibung meint, was dann schon einigermaßen dem vom Vostok Eisbohrkern abgedeckten Zeitraum entspricht.
      Laut de.wikipedia.org/wiki/Urgeschichte meint man mit “prähistorisch” übrigens die Zeit von vor bis zu ca. 2,6 Millionen Jahren bis zum Beginn der Geschichtsschreibung. Wenn Sie dazu nun aber in der Grafik https://www.freizahn.de/wp-content/uploads/2019/07/Geological_Timescale.jpg nachsehen, die ich in https://www.freizahn.de/2019/07/zum-thema-co2-und-klima/#co2_in_der_erdgeschichte verwendet habe, dann sehen Sie, dass meine Angaben schon zutreffen.
      Allerdings finde ich, dass diese Diskussion eine völlig unsinnige Haarspalterei ist, die nichts zu dem Thema beiträgt, dem der Artikel über “Wärmestrahlung, Wasser und Treibhauseffekt” gewidmet war.
      Wenn Sie andere, wirklich bessere Daten zu den CO2-Werten haben, dann wäre ich aber dennoch froh, wenn Sie diese mitteilen oder verlinken würden.

      1. Lieber Herr Becker, von einem Klassenkameraden, der selbst zwei Überwinterungen auf der Vostok-Station mitgemacht hat, weiß ich, daß es nicht nur diese Werte gibt, sondern eine Fülle anderer, mit sich teilweise widersprechenden Ergebnissen.
        Die Frage nach der Dramatik des CO2-Gehalts spielt aber überhaupt nur dann eine Rolle, wenn man diesem Spurengas, in welcher Konzentration auch immer, einen entscheidenden Einfluss auf die bodennahen Temperaturen zumisst.
        Nun werden Sie durch Ihre Recherchen sicher auch wissen, daß es dazu bisher nur Theorien und auf bekannten Effekten basierende Rechenmodelle, aber keine echten, physikalisch-technischen Nachweise gibt.
        Dagegen kann man mit einem simplen Gedankenexperiment die Unsinnigkeit der “Gegenstrahlungswirkung” des bösen CO2 entlarven. Demnach müsste man nur eine Zweifachverglasung mit 100% CO2 füllen und die aus dem Raum “flüchten” wollende Wärmestrahlung würde zu großen Teilen wieder in der beheizten Raum “zurückgestrahlt”!
        Umgekehrt ließe sich mit diesem Wunderinstrument im Sommer sogar die äußere Wärmestrahlung von Innenräumen fernhalten.
        Ginge das so, könnte man mit solchen wärmereflektierenden Fenstern sehr viel mehr Geld generieren, als das selbst eine gutgehende Zahnarztpraxis abwirft. 😉

        1. @Wolfgang Brauns,
          die Wärmebilanz der Erde ist z.B. nach dem Vortrag von Walther Jehne, nur geringfügig unausgeglichen: Es treffen dem nach 342 Watt / m² auf der die Erde auf, während nur noch 339 Watt / m² die Erde wieder verlassen. Die Differenz beträgt weniger als 1 % ( Walter Jehne – The Soil Carbon Sponge, Climate Solutions and Healthy Water Cycle ( https://youtu.be/123y7jDdbfY?t=1264 )). Das ist ein Effekt, der bei der Isolierung von Häusern, Gewächshäusern und Maschinen vernachlässigbar ist.
          Wenn der Treibhauseffekt der Erdatmosphäre Werte erreichen würde, die eine Nutzung etwa bei der Gebäudeisolierung interessant machen würden, wäre das Leben auf der Erde schon sehr bald nicht mehr möglich.
          Die Daten des Vosktok-Eisbohrkerns sind zudem nicht die Einzigen, die ich gefunden habe. Es gibt Daten anderer Bohrkerne, die zu ähnlichen Daten kommen.
          Was ich insgesamt besonders überzeugend fand ist übrigens, der Artikel “Vier Milliarden Jahre Klimageschichte im Überblick” von W. Oschmann ( http://www.dwd.de/DE/leistungen/klimastatusbericht/publikationen/ksb2003_pdf/01_2003.pdf ), den ich ebenfalls in http://www.freizahn.de/2019/07/zum-thema-co2-und-klima/ verlinkt habe. Danach spielte und spielt der Treibhauseffekt des CO2 für das Leben auf der Erden eine sehr wichtige Rolle.
          Mit seiner Hilfe ist es z.B. überhaupt erst möglich gewesen die allmähliche Zunahme der Strahlungsintensität der Sonne zu kompensieren.

          Im übrigen verstehe ich nicht, warum Sie und z.B. auch Teile der AfD, sich beim Thema CO2 so anstellen und die Treibhausgasthese in Frage stellen, anstatt sie geschickt zu nutzen. Warum soll man sich wegen dem CO2 zanken, wenn es doch gut nutzen kann? Siehe dazu z.B. auch meinen Artikel https://www.freizahn.de/2019/06/die-angst-vor-dem-klimawandel-sinnvoll-nutzen/

          1. Herr Becker, ich will mich nicht “zanken”. Aber Wissenschaft lebt von der Auseinandersetzung.
            Und zur Quelle kommt man nur, wenn man gegen den Strom schwimmt.
            Dabei muss ich immer wieder an den guten Alfred Wegner denken. Das heute nach diesem, sein Leben lang Verfemten , benannte Institut sollte sich einfach mal daran erinnern, was es heißt, in der Wissenschaft von “unumstößlichen Wahrheiten” auszugehen.
            Zurück zum CO2. Das mit der geringfügigen Wirkung in der Atmosphäre ist ja nicht wirklich das Thema, zumindest nicht für eine wissenschaftliche Herangehensweise.
            Wenn eine Theorie (die der Gegenstrahlung) nicht in technisch-physikalischen Experimenten mathematisch beschreibbar nachgewiesen werden kann, ist sie zumindest unzulänglich, wenn nicht sogar falsch!
            Deshalb mein Gedankenexperiment. Wenn CO2 “zurückstrahlt”, muss man das auch woanders und dann sogar in diesen physikalisch-mathematisch reproduzierbaren Versuchen erfassen und gegebenenfalls nutzen können.
            Es ist kein wissenschaftlicher Beweis einer Wirkung, wenn man nur einen Teilaspekt (IR-Aufnahme und -wiederabstrahlung) herausgefunden hat.
            Denken Sie nur an die Widersprüchlichkeit der Physik bei der Lichterklärung (Wellen, Quanten)!
            Fazit, unabhängig irgendwelcher Ideologien:
            Mich überzeugt erst ein wiederholbares Experiment der quantifizierbaren Strahlungswirkung von CO2 in verschiedenen technischen Anwendungen.
            Bis dahin bleibe ich ein Skeptiker, der sich dem “verordneten” Glauben widersetzt. Dabei ertrage ich es aufgrund meines Alters inzwischen gelassen, mangels überzeugender Gegenargumente in diesem ehemaligen Hochwissenschaftsland als Dipl.-Ing. von Studienabbrechern als “Leugner” verunglimpft zu werden.

          2. Lieber Herr Brauns,
            mit einer kurzen Suche zum Thema “Treihausgas Experiment” habe ich eine ganze Menge gefunden. Ich habe einfach nicht mehr die Zeit mich länger mit dem Thema CO2 zu befassen und ich habe mir daher die im folgenden verlinken Seiten auch nicht mehr vollständig durchgelesen. Aber vielleicht interessieren die Funde sie oder den einen oder anderen Leser:

            Einfache Experimente

          3. EXPERIMENT / Ist CO2 ein Treibhausgas? – Experimente zum Nachmachen #133 | Mit @Breaking Lab ( https://youtu.be/m7o5O5JrMEk )
          4. https://www.ubz-stmk.at/fileadmin/ubz/upload/Downloads/klima/Treibhauseffekt_mit_CO2.pdf
          5. Anspruchsvollere Überlegungen und Experimente:

          6. https://www.eike-klima-energie.eu/2018/03/25/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-teil-1-die-gegenseitige-beeinflussung-von-wolken-und-treibhausgasen/
          7. https://www.eike-klima-energie.eu/2018/07/17/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-2/
          8. https://www.eike-klima-energie.eu/2019/01/27/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-4-mitteilung-die-erdnahe-co2-strahlung/
          9. Und dann ist hier noch ein mir zumindest beim flüchtigen Lesen sehr gut erscheinender Artikel auf Tichys-Einblick:
            https://www.tichyseinblick.de/kolumnen/lichtblicke-kolumnen/ueber-einen-vergeblichen-versuch-den-treibhauseffekt-zu-widerlegen/

            Meines Erachtens wird sich das Klimathema aber in den nächsten Monaten und Jahren von ganz alleine erledigen, weil es sehr viel wichtigere Themen und Probleme geben wird.

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