An sich ist es intuitiv, dass Wolken eine enorme Bedeutung für das Klima haben und zwar weit mehr als ein Spurengas. Eine Studie der Physiker W. A. Van Wijngaarden und W. Happer zeigt den enormen Unterschied und den bestimmenden Einfluss von Wolken.
Wolken haben unterschiedliche Wirkung, je nachdem in welcher Höhe sie auftreten. Am oberen Rand der Atmosphäre wirken sie die Sonnenstrahlung reflektierend. Je weniger Wolken, desto wärmer wird es auf der Erde und umgekehrt je mehr Welken desto mehr Sonnenstrahlung wird reflektiert und es kühlt ab. Das haben Studien an Hand der Satellitendaten seit dem Jahr 2000 gezeigt.
Eine ganz andere Funktion haben niedere Wolken. Sie reflektieren die von der Erde und tieferen Luftschichten abgestrahlte Wärme. Sie wirken also erwärmend. Kann man jetzt leicht selbst beobachten, in einer wolkenlosen Nacht kühlt es wesentlich mehr ab als bei bedecktem Himmel.
Eine neue Studie der beiden Physiker W. A. Van Wijngaarden und W. Happer mit dem Titel „Radiation Transport in Clouds“ (Strahlungstransport in Wolken) quantifiziert die Wirkung von Wolken für das Klima der Erde gegenüber der von CO2.
Die frühesten Beobachtungsstudien zur Wärmeübertragung durch die Erdatmosphäre, beispielsweise die von John Leslie um 1800, zeigten, dass Wolken einen großen Einfluss auf die Strahlungswärmeübertragung von der Erdoberfläche in den Weltraum haben. Auch Treibhausgase beeinflussen die Wärmeübertragung, jedoch in viel geringerem Maße als Wolken. So verringert beispielsweise eine „sofortige Verdoppelung“ der CO2-Konzentration, also eine Erhöhung um 100 %, die Abstrahlung in den Weltraum nur um etwa 1 %. Um die solare Erwärmung der Erde um einige Prozent zu erhöhen, muss die geringe Bewölkung nur um einige Prozent abnehmen. In der ersten Hälfte dieses Artikels werden Beobachtungsdaten darüber untersucht, wie Wolken die Wärmeübertragung beeinflussen. In der zweiten Hälfte wird eine kurze Zusammenfassung der neuen 2n-Strom-Strahlungstransfer-Theorie gegeben, mit der quantitativ analysiert werden kann, wie Wolken die von außerhalb der Wolke einfallende Strahlung streuen und wie sie die durch ihre Partikel erzeugte Wärmestrahlung abgeben.
Die folgende Grafik zeigt die Wellenlängen von kurzwelliger Sonnenstrahlung (links) und langwelliger Wärmestrahlung (rechts).
Die Atmosphäre ist immer voller Strahlung. Es gibt Sonnenlicht, das man sehen kann, und dann gibt es die Wärmestrahlung, die von Treibhausgasen, Wolken und der Erdoberfläche erzeugt wird. Man kann die Wärmestrahlung nicht sehen, aber man kann sie spüren, wenn sie durch ihre wärmende Wirkung intensiv genug ist. Und diese Kurven überlappen sich praktisch nicht, sodass wir es hier wirklich mit zwei völlig unterschiedlichen Strahlungsarten zu tun haben.
Die Grafik zeigt die Messung der Wärmestrahlung über zwei Wochen. Diese Messungen des Abwärtsflusses demonstrieren die Wirkung von Wolken. Diese stammen aus Thule in Grönland, wo eine US-Militärbasis ist. Gemessen wurden Watt pro Quadratmeter und auf auf der vertikalen Achse aufgetragen.. Als Erstes fällt auf, dass die Strahlung Tag und Nacht anhält. Wenn man sich die Ausgabe des Messgeräts ansieht, kann man nicht erkennen, ob es Tag oder Nacht ist, weil die Atmosphäre nachts genauso hell ist wie tagsüber (im Juli auf Grönland). Der große Unterschied sind jedoch die Wolken: An einem bewölkten Tag erhält man viel mehr abwärts gerichtete Strahlung als an einem klaren Tag.
In der Grafik zu sehen ist ein fast ganzer Tag mit klarem Wetter, dann folgen mehrere Tage mit klarem Wetter. Dann wird es plötzlich bewölkt. Die Strahlung steigt an, weil die Wolkenunterseite relativ warm ist, zumindest im Vergleich zum klaren Himmel. Diese Wolkenunterseite liegt laut Happer bei etwa 5 ° Celsius, also war es eine ziemlich niedrige Wolke. Es war Sommer in Grönland und das entspricht etwa minus 5 ° für den klaren Himmel.
Zusammenfassung
Abbildung 15: Die blaue Murmel [24]. Ein Foto der Erde und ihrer Wolken, aufgenommen vom Mondastronauten Harrison Schmitt am 7. Dezember 1972:
Zusammenfassend zeigt die Strahlungstransporttheorie, dass eine Verdoppelung der Konzentration des wichtigsten anthropogenen Treibhausgases, Kohlendioxid, bei wolkenlosem Himmel die Abstrahlung in den Weltraum nur um 1 % verringert. Wolken bedecken jedoch mehr als die Hälfte des Planeten, wie das ikonische Blue-Marble-Foto in Abb. 15 zeigt. Eine Zunahme der niedrigen Wolkendecke um nur etwa 1 % könnte die Verdoppelung des CO2-Gehalts weitgehend ausgleichen.
Die Behauptungen von IPCC, UNO oder EU über die Rolle von CO2 für den Klimawandel sind schlicht und einfach nicht durch Daten und die Realität gedeckt. Alle Maßnahmen zur Reduzierung von CO2 machen keinen spürbaren Unterschied für das Klima, sie können aber das Pflanzenwachstum beeinträchtigen, das stärker wird mit steigendem Gehalt in der Luft.
Und hier noch der Vortrag zum Thema und zu den Studienergebnissen, den Prof. Happer bei der EIKE-Konferenz im Juni 2024 in Wien gehalten hat: