Demonstrationsmodell Treibhauseffekt

07/02/2010 - 00:47 von Ralf . K u s m i e r z | Report spam
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Moin,

ich hatte es schon kürzlich in de.soc.umwelt gepostet, wollte es aber
hier noch einmal zur Diskussion stellen. Meine Idee ist - falls es
sowas noch nicht geben sollte - ein realistisches Funktionsmodell zur
Demonstration des atmosphàrischen Treibhauseffekts zu entwerfen.

Ich stelle mir vor, daß man die Atmosphàre bis zu einer Höhe von ca.
10 km auf eine "handliche" Größe von ca. 10 m Höhe zusammendrückt. Da
die dabei auftretenden Drucke ein bißchen unpraktisch sind und es
ohnehin eigentlich nur auf die Treibhausgasmenge ankommt, làßt man
einfach den größten Teil der nicht treibhausaktiven Gasanteile weg, so
daß man dann auf eine CO2-Atmosphàre mit normalen Drucken bei einigen
10 % CO2-Konzentration kommt.

Man nimmt also ein ca. 10 m hohes großkalibriges Glasrohr, dessen
oberer geschwàrzter (IR-absorbierender) Deckel auf ca. 220 K
(Atmosphàrentemperatur in ca. 10 km Höhe) gekühlt wird. Dort ist eine
Beleuchtungsöffnung angebracht, durch die starke Lampen mit einem
sonnenàhnlichen Spektrum den "Erdboden" mit realistischen
Lichtleistungen (ca. 500 W/m^2) beleuchten. Der "Boden" besteht aus
nassem Sand mit einer großen Pfütze darin, um die
Wasser-Landflàchen-Verteilung auf der Erde realitàtsnah zu simulieren
und die erforderliche Wassermenge ins System zu bringen. Das Rohr ist
in verschiedenen Höhen mit Temperaturfühlern und ggf. weiteren
Meßgeràten (Luftfeuchtigkeit, IR-Intensitàt) instrumentiert.

Versuchsdurchführung:
In das Rohr werden unterschiedlich hohe CO2-Konzentrationen
eingebracht. Abhàngig von der Konzentration stellen sich dann
unterschiedliche Temperaturverteilungen über die Höhe darin ein,
aufgrund dessen bilden sich etwa in der Mitte auch "Wolken" und
Niederschlàge, weil die Luftfeuchtigkeit dort auskondensiert. Es soll
gezeigt werden, daß die Bodentemperatur mit steigender
CO2-Konzentration zunimmt.

Probleme des Modells:
- Die Wàrmekapazitàt der Gassàule ist wesentlich geringer als die der
echten Atmosphàre, so daß Temperaturànderungen wesentlich schneller
verlaufen.
- Die Höhenabbildung ist ziemlich stark nichtlinear, weil der Druck im
Rohr und damit die Gasdichte im wesentlichen konstant sind, wàhrend
real die Dichte nach oben hin deutlich abnimmt.
- Im oberen Bereich werden das Rohr und die Strahlungsfalle wohl
vereisen - die Frage wàre, wie schnell, und wie problematisch das
wàre.

Aber spràche grundsàtzlich etwas dagegen, einen solchen Schauversuch
in Museen o. à. aufzubauen? Gibt es flaws in diesem Konzept?


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
 

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#1 Rolf Bombach
09/02/2010 - 12:10 | Warnen spam
On 07.02.2010 00:47, Ralf . K u s m i e r z wrote:

[Treibhauseffekt im Museum]

- Die Höhenabbildung ist ziemlich stark nichtlinear, weil der Druck im
Rohr und damit die Gasdichte im wesentlichen konstant sind, wàhrend
real die Dichte nach oben hin deutlich abnimmt.
- Im oberen Bereich werden das Rohr und die Strahlungsfalle wohl
vereisen - die Frage wàre, wie schnell, und wie problematisch das
wàre.



Es vereist, weil der Druck oben zu gross ist. Und weil der Druck
überall àhnlich ist, wird die adiabatische Temperaturschichtung
nicht aufgebaut, d.h. Kerneffekt des Treibhauseffekts findet
gar nicht statt. Dem kann man einfach abhelfen, indem man den
ganzen Versuch in eine riesige Zentrifuge stellt. Ich empfehle
niedrigwüchsige Pflanzen und symmetrischen Aufbau. Mitrotierenden
Beobachtern könnte schwindlig werden.

Aber spràche grundsàtzlich etwas dagegen, einen solchen Schauversuch
in Museen o. à. aufzubauen? Gibt es flaws in diesem Konzept?



Ja, der Versuch ist am natürlich-atmosphàrischen Treibhauseffekt vorbei
und simuliert eher nur den Effekt eines (Glas-)Gewàchshauses.

mfg Rolf Bombach

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