Ihre Frage zu Wasserdampf ist unter Menschen, die etwas über den Treibhauseffekt erfahren, weit verbreitet. Sobald Sie die relevanten Anteile von Wasserdampf und CO 2 in der Atmosphäre entdeckt haben, ist es vielleicht natürlich anzunehmen, dass CO 2 keine große Rolle spielen kann. In Wirklichkeit funktioniert das zumindest aus mehreren Gründen nicht so. Schauen wir uns zunächst an, was die 98% in der Praxis tatsächlich bedeuten.
Es geht nicht nur um die Konzentration
Die Konzentration eines Gases in der Atmosphäre ist nicht das einzige, was bestimmt sein Erwärmungspotential - andernfalls wäre Stickstoff mit einer Konzentration von 78% das wichtigste Treibhausgas. Jedes Gas hat ein anderes Strahlungsabsorptionsspektrum und ein anderes Erwärmungspotential. Trotz seiner viel größeren Verbreitung in der Atmosphäre hat Wasserdampf nur etwa doppelt so viel langwelliges Absorptionspotential wie CO 2 sub>.
An diesem Punkt denken Sie vielleicht 'aber doppelt so viel ist immer noch viel mehr, so dass die CO 2 sub> nicht signifikant sein kann! '. Aber es gibt noch einen anderen nicht offensichtlichen Faktor, der mit dem Unterschied zwischen Rückkopplungen und Antrieben zu tun hat.
Kräfte gegenüber Rückkopplungen
Im Klimasystem ist CO 2 Die Subkonzentration ist ein Antrieb , während die Wasserdampfkonzentration ein Feedback ist. Um den Unterschied zu veranschaulichen, hier eine grobe Analogie:
Angenommen, ich versuche, Gewicht zu verlieren, aber ich zögere es, die 300 Gramm köstlichen Schokoladenkuchens, die ich jeden Tag esse, zu reduzieren. Nachdem ich gelesen habe, dass der menschliche Körper etwa 80 Gew .-% Wasser enthält, komme ich zu dem Schluss, dass der Kuchen kein Problem sein kann: Schließlich trinke ich 2 kg Wasser pro Tag, daher wäre es sinnvoller, dies zu reduzieren! Also reduziere ich auf 1 kg Wasser pro Tag und behalte meine Kuchenaufnahme bei. Einige Wochen später stelle ich überrascht fest, dass ich kein Gewicht verloren habe! Was ist passiert? Es stellt sich heraus, dass der menschliche Körper seinen Wassergehalt reguliert, so dass eine Verringerung meiner Aufnahme nur meine Leistung verringert. Die Fettspeicherung wird nicht auf die gleiche Weise reguliert, so dass sich der Kuchen weiter ansammelt.
Ähnlich verhält es sich mit CO 2 sub> und Wasserdampf: CO 2 Die Subkonzentration in der Atmosphäre ändert sich tatsächlich für eine lange Zeit (Jahrzehnte bis Jahrhunderte), wenn wir mehr Gas freisetzen. Wasserdampf reguliert sich selbst. Wenn wir einen Zauberstab schwingen und sofort den gesamten Wasserdampf aus der Atmosphäre entfernen könnten, würde Folgendes passieren:
(Quelle)
Innerhalb von 50 Tagen ist der Wasserdampf wieder auf 1% des Wertes zurückgekehrt, an dem er ohne unser Eingreifen gewesen wäre.
Wenn die Wasserdampfkonzentration nicht stimmt durch Eingabe gesteuert, durch was wird es gesteuert? Temperatur. Je wärmer die Atmosphäre ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Dies bedeutet, dass, wenn die Temperatur aufgrund von erhöhtem CO 2 steigt, auch der Wasserdampfgehalt zunimmt, was den Treibhauseffekt weiter verstärkt. Dies ist ein positives Feedback.
Da Sie (bei weitem) nicht die erste Person sind, die diese Frage stellt, gibt es bereits einige gute Online-Ressourcen, die sich speziell mit den verschiedenen Rollen von Wasserdampf und CO befassen 2 sub> bei der globalen Erwärmung.
Labormessungen der CO sub> 2 sub> -Absorption
Sie scheinen besonders an Laborexperimenten zur Kohlendioxidabsorption interessiert zu sein. Als hervorragenden Ausgangspunkt kann ich die (derzeit) 26 Veröffentlichungen in der Liste der Artikel von AGW Observer zu Labormessungen der CO2-Absorptionseigenschaften empfehlen. Wenn Sie wirklich eine experimentelle Bestätigung sehen möchten, dass CO 2 auch bei atmosphärischen Konzentrationen noch Strahlung absorbieren kann, können Sie sich (zum Beispiel) Taylor und Yates (1957), Yates und Taylor ( 1960) oder Streete (1968), die alle klar zeigen, dass CO 2 -Absorptionsbanden in normaler atmosphärischer Luft vorhanden sind. Nebenbei: Ich persönlich finde, dass die Zahlreiche spektroskopische Beobachtungen der gesamten atmosphärischen Säule - von Satelliten oder Bodenstationen - zeigen den Treibhauseffekt überzeugender. Schließlich ist die Atmosphäre keine homogene Gasflasche, die originalgetreu zu einer Laborprobe verkleinert werden kann. Ihre Frage und die nachfolgenden Kommentare weisen jedoch darauf hin, dass Sie nicht an Messungen der atmosphärischen Säule selbst interessiert sind. Daher konzentriere ich mich hier nur auf Experimente am Boden, die die langwelligen Absorptionseigenschaften von CO 2 sub demonstrieren >.
Antworten auf Kommentare
Wenn es ein solches positives Feedback ohne andere negative Rückkopplungen gibt, wird die Erde ohne CO2-Beitrag wärmer.
Ich denke, Sie sind möglicherweise etwas verwirrt über die Definition von a Feedback hier. Wie ich oben zu erklären versucht habe, bedeutet der Begriff „Rückkopplung“, dass der Wasserdampfgehalt durch andere Faktoren innerhalb des Klimasystems bestimmt wird. Es kann die Auswirkungen von Forcierungen verstärken, aber es kann das System an sich nicht in die eine oder andere Richtung „drücken“. Sie können also kein positives Feedback ohne irgendeine Art von Forcen erhalten: Das Forcen ist genau der Eingang, den das Feedback in das System zurückspeist, in diesem Fall über den globalen Temperaturanstieg.
To Um den Unterschied zu verstehen, kann es hilfreich sein, über eine andere Form von Feedback nachzudenken, die vielen Menschen bekannt ist - Audio-Feedback über ein E-Gitarren- und Verstärkersystem. Wie Sie im verknüpften Video sehen können, ist kein Ton zu hören, bis der Gitarrist einen Akkord spielt. Sobald er jedoch einen Akkord spielt, erkennt der Gitarren-Tonabnehmer selbst den verstärkten Klang und führt ihn zurück in den Verstärker ein, wodurch eine Schleife entsteht, die den Klang unbegrenzt aufrechterhält. Sie können sich den Anfangsakkord als analog zum CO 2 sub> -Eingang und die Rückkopplungsschleife als analog zum Wasserdampfeffekt vorstellen: Die Audio-Rückkopplung bewirkt wie die Wasserdampf-Rückkopplung erst etwas Es hat eine erste Eingabe von einer anderen Quelle.
Das gesamte aus fossilen Brennstoffen freigesetzte CO2 befand sich während der Zeit der Dinosaurier in der Atmosphäre. Wenn CO2 aus allen fossilen Brennstoffen freigesetzt wird, wird der zeitliche Atmosphärenstatus der Dinosaurier wiederhergestellt. ... Sie können nicht leugnen, dass diese CO2 in der Erdgeschichte in der Atmosphäre war und Erdtiere und -pflanzen blühten
Das hat nicht wirklich viel mit Ihrer ursprünglichen Frage zu tun! Wenn Sie danach fragen möchten, stellen Sie bitte eine neue Frage. StackExchange ist keine Diskussionsseite, und wir versuchen, jede Frage auf ein einzelnes Thema zu konzentrieren.
In diesem Sinne werde ich hier nur eine sehr kurze Antwort geben . Ihre Formulierung ist etwas ungenau: Das Alter der Dinosaurier beträgt mindestens 135 Millionen Jahre, es wurde viel Kohlenstoff vergraben, bevor es begann, und der gesamte Kohlenstoff, der sich derzeit im Boden befindet, war nicht gleichzeitig in der Atmosphäre. Es ist jedoch wahr, dass die Erde höhere CO 2 -Niveaus als derzeit gesehen hat und dass ein Großteil dieses überschüssigen Kohlenstoffs jetzt in fossilen Brennstoffen eingeschlossen ist. Was würde also passieren, wenn wir viel Kohlenstoff in die Atmosphäre zurückbringen und versuchen würden, die Atmosphäre mit hohem CO2-Ausstoß wiederherzustellen, die beispielsweise T. rex in der späten Kreidezeit eingeatmet? Damals war die Erde viel wärmer, mit wenig oder keinem Eis an den Polen. Eine der größten Auswirkungen der Wiedergewinnung des gesamten Kohlenstoffs wäre das Schmelzen unserer derzeitigen polaren Eisplatten, wodurch der Meeresspiegel um einige zehn Meter erhöht würde. Das Problem ist nicht, dass die Erde durch irgendeine Lebensform völlig unbewohnbar wird (obwohl viele aktuelle Arten aussterben werden). Das Problem ist, dass viele Arten, einschließlich Homo sapiens , schlecht auf einen Klimawandel dieser Größenordnung vorbereitet sind. Zehn Prozent der Weltbevölkerung und 8 Prozent der städtischen Landfläche befinden sich in niedrig gelegenen Küstengebieten und würden vollständig von einem Anstieg des Meeresspiegels um 10 Meter überflutet - der immer noch weit unter dem Meeresspiegel liegt das Alter der Dinosaurier.
Der Anstieg des Meeresspiegels ist nur ein Effekt unter vielen, aber im Moment werde ich ihn dabei belassen, da dies (wie oben erwähnt) nicht mit Ihrer ursprünglichen Frage zusammenhängt
Wenn eine Person ihre Wasseraufnahme halbiert, wird sie krank, bevor sie dicker wird.
Das ist ein wenig peripher zu der Frage, denke ich :-). Wenn Ihnen die Analogie nicht gefällt, können Sie sie ignorieren: Sie ist für die Erklärung nicht wesentlich. Um Sie jedoch zu beruhigen: Das EPA Exposure Factors Handbook (Ausgabe 2011) gibt einen Mittelwert von 1.043 ml für die tägliche Trinkwasseraufnahme eines Erwachsenen in den USA an. Daher denke ich nicht, dass eine Beschränkung der Wasseraufnahme auf 1 kg pro Tag, wie in meinem Gedankenexperiment, notwendigerweise zu Krankheit führen würde.
Referenzen
- Streete, JL (1968). Infrarotmessungen der atmosphärischen Transmission auf Meereshöhe. Applied Optics, 7 (8), 1545–1549.
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Taylor, J. H., & Yates, H. W. (1957). Atmosphärische Transmission im Infrarot. JOSA, 47 (3), 223-226.
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Yates, H. W., & Taylor, J. H. (1960). Infrarotübertragung der Atmosphäre (Nr. NRL-5453). Naval Research Lab, Washington DC.