Kunibert Hurtig

Um es gleich voran zu schicken: Gäbe es einen Paragraphen, der, wie die Volksverhetzung, die Volksverdummung unter Strafe stellte, bewohnten RWE Manager Vahrenholt und Bildredakteur Blome heute bei 24-stündiger Beleuchtung gemeinsam eine Zelle (wegen der Verdunkelungsgefahr) im Untersuchungsknast (BLOG) und könnten fabelhaft über die sinkenden Temperaturen fabulieren. So aber laufen beide weiterhin fabulierend durch die Medienlandschaft; ob als warnende Beispiele für Ignoranz oder als leuchtende Siegessäulen für DEN Durchblick, sei einmal dahingestellt; es wird uns hier auch nicht beunruhigen. ZEIT-Artikel

Heute werden wir uns zunächst mit den Fragen befassen, die mit dem Anstieg des Meeresspiegels in Zusammenhang stehen. Wie immer, geht es auch in diesem Blog nicht ohne ein wenig Physik und Thermodynamik, aber das wird der Leser sicher ertragen können. Bei WIKI finden sich neutrale Informationen zu den nassen Tatsachen. Erinnern wir uns an den BLOG zum 5. Jahrestag des IPPC:

Zitat Prof. Rahmstorf:

Der Meeresspiegel steigt in den Messdaten etwa 50 Prozent rascher an als es in den Modellszenarien der Fall gewesen ist. Auch der Schwund des arktischen Meereises geht wesentlich rascher von statten als in allen Modellsimulationen. 

Zunächst erläutern wir einige Begriffe aus der Physik / Thermodynamik, ohne deren Verständnis uns die Prozesse wahrscheinlich rätselhaft bleiben:

Schmelzwärme:

Unter Schmelzwärme oder auch Schmelzenthalpie versteht man die Wärmemenge, die einem bestimmten Feststoff zugeführt werden muss, um seinen Aggregatzustand von fest in flüssig zu wandeln, ohne dass seine Temperatur bei diesem Vorgang ansteigt. Für Wasser (also Eis) beträgt diese Wärmemenge 333,5 kJ / Kg. D.h. dass 1 kg flüssiges Wasser von 0°C 333,5 kJ mehr Energie enthält als 1 kg Eis von 0°C.

Verdampfungswärme:

Unter Verdampfungswärme oder auch Verdampfungsenthalpie versteht man die Wärmemenge, die einem flüssigen (in manchen Fällen auch festem) Stoff zugeführt werden muss, um seinen Aggregatzustand ohne weitere Erwärmung von flüssig in gasförmig zu wandeln. Für Wasser beträgt die Wärmemenge bei 25°C ~2.440 kJ/kg, bei 100°C ~2.256 kJ/kg. Begriffe wie Sättigungs- oder Partialdruck lassen wir hier bei Seite.

Wärmekapazität:

Die Wärmekapazität oder spezifische Wärmekapazität bezeichnet jene Wärmemenge, die einem Stoff zugeführt werden muss, um seine Temperatur um 1 K (1 Kelvin) zu erhöhen. Für Luft (die uns hier interessiert) beträgt sie 1,005 kJ/(kg * K).

Ausdehnungskoeffizient:

Ausdehnungskoeffizient oder Wärmeausdehnungskoeffizient ist ein dimensionsloser Kennwert, der Formveränderungen (also Volumenänderungen) von Stoffen bei Temperaturänderungen beschreibt. Dieser Wert ist für die thermische Ausdehnung des Meereswassers von Interesse. Für Wasser von 20°C beträgt dieser Wert 0,21 * 10^-3. Für Salz(Meer)wasser ist dieser Wert etwa gleich.

Die hinter diesen Begriffen liegenden theoretischen Konzepte sind bei den vorherigen Links erschöpfend erläutert.

Wir finden bei WIKI einige interessante Angaben zum Anstieg des Meeresspiegels, Zitat:

Nach Angaben der australischen Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) betrug der Anstieg von 1992 bis einschließlich 2009 durchschnittlich 3,3 mm pro Jahr, etwa 50 % mehr als noch im gesamten 20. Jahrhundert gemessen wurden.

Dies stimmt gut mit dem Argument von Prof. Rahmstorf überein. Es stehen zwar auch noch Angaben darinnen, die diesen Anstieg reduzieren um die Wärmeausdehnung (s.o. Ausdehnungskoeffizient) des Wassers, doch die Zahlen sind nicht unbedingt stimmig, denn wie soll bei 3,3 mm Anstieg und einem Ausdehnungskoeffizienten von 0,00021 die Wasserschicht um 0,4 mm, also mehr als 10%, dicker werden? Das passt nicht. Und auch die Meerwassertemperatur steigt nicht beliebig. Aber darum geht es hier nicht. Wir berechnen die Wassermenge, die jährlich ins Meer fließt und ausschließlich von der weltweiten Gletscherschmelze gespeist wird.

Wie wir wissen, ist die Erde keine Scheibe, sondern eine Kugel mit einem Radius von ~6.400 km. Eine Kugeloberfläche wird berechnet mit der Formel

4 * Pi * r^2, also

4 * 3,14159 *6.400^2 = 514.718.540 km^2

Die Erdoberfläche ist zu ca. 72% mit Wasser bedeckt = 370.597.349 km^2.

Wird 1 m^2 mit 1 mm Wasser bedeckt, entspricht das 1 Liter, entsprechend 3 mm eben 3 Liter. (Nicht berücksichtigt werden hier die Änderungen der Küstenlinien.)

1km^2 entspricht 1.000.000 m^2, 3 mm Bedeckung demnach 3.000.000 Liter oder 3.000 m^3. Somit ergeben sich für den derzeitigen Zuwachs:

3*10^3 * 370.597.349 = 1.111.792.047.000 m^3 Wasser.

1 km3 entsprechen 1.000.000.000 m3 Wasser, also beträgt der jährliche Eintrag an Schmelzwasser 1.111,8 km^3!!! Das stimmt gut überein mit den Werten aus WIKI zum Meeresspiegelanstieg.

Da dieses Wasser jedoch vorher geschmolzen ist, wurde dafür selbstverständlich die dazu benötigte Wärmemenge (s.o. Schmelzenthalpie) der Umgebung, also hauptsächlich der Luft entnommen:

1 Kg Eis benötigen zum Schmelzen 333.5 kJ. 1.111.792.047.000 m^3 Wasser entsprechen 1.111.792.047.000.000 kg Wasser = 1,1118 * 10^16 Kg.

1,1118 * 10^16 * 333.5 kJ = 3,7078 * 10^18 kJ

Der weltweite Energieverbrauch wird derzeit mit 12.150 Mio. Tonnen Öläquivalent beziffert. 1 kg Öläquivalent entspricht 41,868 MJ (Megajoule)

Also: 12.150 * 10^6 * 10^3 = 1,215 * 10^13 kg Öläquivalent, oder

1,215 * 10^13 * 41.868 kJ = 5,08695 * 10^17 kJ

Damit haben wir eine wesentliche Bezugsgröße berechnet: Die Wärmemenge, die zum Abschmelzen der 1.111 km^3 Wasser geführt haben, entsprechen etwa dem 7 – fachen der jährlich von der Menschheit erzeugten Energiemenge!!!

Halten wir weiter fest: Diese gigantische Wärmemenge erhöht nicht die Lufttemperatur, die ohnehin schon – je nach Weltgegend – um ca. 2°C gestiegen ist.

SO, das war’s erstmal bis hier: sehr viele große Zahlen. Zu sagen gibt es sonst eigentlich nichts mehr zu dieser Berechnung, außer vielleicht, dass Herr Augstein seinen Kollegen Blome mal darauf aufmerksam machen sollte, welchen unglaublichen Schwachsinn er von sich gibt … der kann ja dann mal vorsichtig bei dem Auguren Vahrenholt anfragen, ob sein Buch nicht doch unter dem Begriff SCHERZARTIKEL eingeordnet werden sollte.

Nachtrag 14.02.2012, 18:16

Es darf nicht vergessen werden, dass dieser gegantische Schmelzprozess die Atmosphäre kühlt! Die o.g. Wärmemenge wird größtenteils der Luft entzogen.

Kuni

PS: in Teil Klimawandel (X.2) Meeresspiegel & Methan (kommt in Kürze) denken wir dann noch über die in die Atmosphäre eingetragenen Wärmemengen nach, denn schließlich erwärmt sich die Luft ebenfalls