interessant ist das wood experiment
es wurde auch schon mehrfach wiederholt
hier sollte man weiter forschen
R. W. Wood, “Note on the Theory of the Greenhouse”, Philosophical magazine 17
319-320 (1909)
Gerhard Gerlich und Ralf D. Tscheuschner:
"Das Experiment von Wood
Obwohl das Erwärmungsphänomen in einem Glashaus seine Ursache in der Unterdrückung
der Konvektion, also der Luftkühlung, hat bleibt es trotzdem richtig, dass die meisten
Gläser Infrarotlicht bei Wellenlängen von 3micro m und höher beinahe vollständig absorbieren.
Ein experimentum crucis ist daher der Aufbau eines Glashauses mit Scheiben, die aus NaCl
oder KCl bestehen, die sowohl gegenüber sichtbarem Licht als auch gegenüber Infrarotlicht
transparent sind. Für Steinsalz (NaCl) wurde ein solches Experiment schon im Jahre 1909
von Wood realisiert:
“Es scheint einen weit verbreiteten Glauben zu geben, dass die vergleichsweise
hohe Temperatur, die in einem mit Glas abgedeckten abgeschlossenen Raum entsteht,
welcher der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, das Resultat einer Transformation
der Wellenlänge ist: Die Wärmewellen von der Sonne, die fähig sind, das Glas zu
durchdringen, fallen auf die Wände des eingeschlossenen Raums und erhöhen des-
sen Temperatur; dabei wird die Wärmeenergie von den Wänden zurückgestrahlt
in Form von viel längeren Wellen, die unfähig sind, das Glas zu durchdringen, so
dass das Treibhaus als Strahlungsfalle wirkt.
Ich habe immer ziemliche Zweifel gehabt, ob dieser Mechanismus im Hinblick auf
die Erhöhung der Temperatur eine wesentliche Rolle spielt. Es erschien viel wahrscheinlicher,
dass die Rolle des Glases in der Verhinderung des Austausches der
von dem Boden erwärmten Luft in der Kammer besteht. Wenn wir an einem kalten
und windigen Tag die Türen eines Treibhauses öffnen, scheint der Einfang
der Strahlung vieles von seiner Wirkung zu verlieren. Nach meiner Meinung ist es
eine Tatsache, dass ein Treibhaus aus Glas, welches transparent gegenüber allen
möglichen Wellenlängen ist, eine Temperatur zeigt, die näherungsweise, wenn nicht
sogar exakt so hoch ist, wie sie in einem gewöhnlichen Glashaus beobachtet wird,
Der transparente Schirm erlaubt der Sonnenstrahlung, den Boden zu wärmen, und
der Boden erwärmt wiederum die Luft in dem eingeschlossenen Raum, aber nur
um einem begrenzten Betrag. Im geöffneten Zustand steht der Boden
in kontinuierlichem Kontakt mit der kalten Luft außen, und zwar durch Konvektionsströme.
Um die Angelegenheit zu überprüfen, konstruierte ich aus pechschwarzem Karton
zwei Kammern, wobei die eine mit einer Glasplatte, die andere mit einer Stein-
salzplatte gleicher Dicke abgedeckt war. In jede Kammer wurde ein Thermometer
platziert und das Ganze in Baumwolle gepackt, wobei die transparenten Scheiben
frei blieben. Dem Sonnenlicht ausgesetzt, stieg die Temperatur nach und nach auf
65 ∘C, wobei die Kammer, die mit der Steinsalz-Platte abgedeckt war, sich etwas
schneller erwärmte, was darauf zurückzuführen ist, dass sie auch die längeren
Wellen von der Sonne durchließ, die von der Glasplatte aufgehalten werden. Um diese
Wirkung auszuschließen, wurde das Licht zuerst durch eine Glasplatte gefiltert.
Nunmehr gab es kaum einen Unterschied von einem Grad zwischen den Temperaturen
der beiden Kammern. Die maximalen Temperaturen, die erreicht wurden,
lagen bei 55 ∘C. Von dem, was wir über die Verteilung der Energie im Spektrum
der Strahlung wissen, die von einem Körper bei 55 ∘C ausgesandt wird, ist
es offensichtlich, dass die Steinsalzplatte praktisch alles durchlässt, während die
Glasplatte es vollständig aufhält. Dies zeigt, dass der Temperaturverlust des Bo-
dens der Kammer durch Strahlung sehr gering ist im Vergleich zum Abfall der
Temperatur durch Konvektion. Mit anderen Worten: Wir gewinnen sehr wenig
aus dem Umstand, dass die Strahlung eingefangen ist.
Ist es daher notwendig, bei der Herleitung der Temperatur eines Planeten darauf
zu achten, dass die Atmosphäre die Strahlung einfängt? Die Sonnenstrahlen durch-
dringen die Atmosphäre, erwärmen den Boden, der seinerseits die Atmosphäre
durch Kontakt und Konvektionsströme erwärmt. Die empfangene Wärme ist in
der Atmosphäre gespeichert und sie bleibt dort, wobei nur eine sehr geringe
Strahlungsleistung des Gases zu berücksichtigen ist. Es scheint mir sehr zweifelhaft, ob
die Atmosphäre zu einem großen Anteil durch Absorption der Bodenstrahlung
erwärmt wird, selbst unter günstigen Bedingungen.
Ich behaupte nicht, sehr tief in die Materie eingedrungen zu sein, und veröffentliche
diese Note nur, um die Aufmerksamkeit auf die Tatsache zu lenken,
dass eingefangene Strahlung in den betrachteten Fällen, die uns doch so vertraut sind, nur
eine sehr kleine Rolle spielt.”
die beiden messen im Auto, da sie kein Gewächshaus hatten und schreiben weiter:
"An einem heißen Nachmittag im Sommer wurden mit einem Standard-Digitalthermometer
vom ersten Autor Temperaturmessungen durchgeführt. Experimente dieser Art
wurden kürzlich vom zweiten Autor erfolgreich wiederholt.
In der Sommerzeit können solche Messungen sehr leicht von jedermann reproduziert wer-
den.
Die Resultate der Experimente
Temperatur
innerhalb des Wagens, in der Sonne
71 ∘C
innerhalb des Wagens, im Schatten
39 ∘C
in der Nähe des Wagens, direkt in der Sonne, dicht oberhalb des Bodens
31 ∘C
in der Nähe des Wagens, im Schatten, dicht oberhalb des Bodens
29 ∘C
im Wohnzimmer
25 ∘C
"Gegen diese Messungen könnte man einwenden, dass man die Feuchtigkeit des Bodens
berücksichtigen muss. Zu manchen Zeiten im Jahr zum Beispiel werden die Steine im Regen
nass. Die oben erwähnten Messungen wurden zu einer Zeit gemacht, als es wochenlang nicht
geregnet hatte. Es handelt sich um wirklich gemessene Werte, nicht um über Breiten und
Längen der Erde, über Tag und Nacht, über alle Jahreszeiten und alle Wetteränderungen
gemittelte Durchschnittswerte.
Berührt man die Fenster des Wagens, stellt man fest, dass die Scheiben, die angeblich das
infrarote Licht absorbieren, ziemlich kalt sind und das Innere des Wagens in keiner Weise
heizen. Wenn man seine Hand im Schatten in der Nähe eines sehr heißen Teils des
Armaturenbretts hält, so spürt man praktisch keine thermische Strahlung trotz der Temperatur von
70 ∘C, während man klar die heiße Luft fühlen kann. Dicht oberhalb des Erdbodens kann man
erkennen, warum es dort kälter ist als im Wagen: Die Luft innerhalb des Wagens ,,steht still“,
aber oberhalb des Erdbodens fühlt man stets eine leichte Bewegung der Luft. Der Erdboden
ist niemals perfekt eben, so dass es immer Licht und Schatten gibt, was die Zirkulation am
Laufen hält. Früher wurde dieser Effekt in vielen alten Gebäuden in Braunschweig ausgenutzt.
Die Südseiten der Häuser hatten Ausbuchtungen. Damit lagen Teile der Wände im Schatten,
und durch die so angeregte Zirkulation heizten sich die Wände weniger auf."
Heute gibt es Plastik, Foliengewächshäuser, das macht das Experiment leichter.
[Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]gruss jürgen
Suchen
