Das ultimative Experiment

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Bei Diskussionen im Internet wurde behauptet, daß nur eine Messung mit der realen Schichtdicke von CO2 in der Atmosphäre vielleicht einen Beweis liefern könnte.
Nun, so schwierig ist das ja nicht.

Bei 333 ppm CO2 in der Atmosphäre ist die Schichtdicke 2,61 Meter. Ich konnte ohne weiteres die doppelte Schichtdicke darstellen.
Ein PVC-Rohr vom Kaliber 4,5 cm, senkrecht aufgestellt, oben verschlossen durch eine dünne Folie, die -nach Prüfung - nur eine geringe Dämpfung von Infrarotstrahlung hat, bezieht quasi die ganze Atmosphäre in das Experiment ein. Mit der dreifachen CO2-Konzentration von heute!
Unten steckte das Rohr in einem Behälter mit 15 kg trockenem Sand. Es wurde keine Isolierung angebracht weil ich die Temperatur ohnehin nicht kostant halten könnte. Bei typischer nächtlicher Abkühlung erhält man aber auch typische Abkühlungen des Bodens.
Verschiebt man die Temperaturkurven parallel zur Zeitachse so, daß die Anfangstemperatur auf einem Punkt der Kurve 1 liegt - die mit natürlicher Luft gemessen wurde - so ist das System strahlungsmäßig an diesem Punkt neutral und der Einfluß der Umgebungstemperatur verringert.
Ein Versuch - Kurve 2 - verlief untypisch, weil spät abends eine Warmfront angekommen war, die die Abkühlung minimiert hat. Solche Einflüsse übt das Wetter ja ständig aus .

Während die Kurven 3 und 4 nahezu den gleichen Abkühlungsgradient des Bodens zeigen, wie die „Luft-Kurve“, verläuft dieser bei Kurve 2 wesentlich flacher. Das Wetter hat durch eine Temperaturdifferenz von 3,5° C über 6 Stunden den Effekt erzeugt, den ich gesucht, aber durch alle CO2-Experimente nicht gefunden habe: den Knick, den der Abkühlungsgradient haben muß, wenn sich die Abkühlung der Erde verzögert oder beschleunigt.

Als Reaktion auf dieses Experiment hat ein Diskutant mir den CO2-Laser vorgehalten. In der Tat hat der mit 20% einen relativ hohen Wirkungsgrad. In der - spekulativen - Tabelle 2 wurde aber sogar mit 50% Re-Emission gerechnet, obwohl das schon wegen der Temperaturen niemals erreicht werden kann. Das führte bei 0,1% CO2 - das dreifache der heutigen Menge - zu einer Abkühlzeit von 10,004 Stunden, statt 10 Stunden bei Luft. Im Diagramm würde das einen Divergenzwinkel von 1/100 Grad ergeben.
Für einen Laserapparat ist die Energiespeicherfähigkeit des Lasermediums eine entscheidende Eigenschaft. Gerade mit Blick auf diesen Punkt wurde auch ein Experiment mit Rotlicht gemacht. Auch dabei gab es praktisch keinen Unterschied der Abkühlung in Abhängigkeit vom CO2-Gehalt der Gasprobe. Die stärkere Erwärmung - von 14.5° auf 19° C - führte auch zu einer stärkeren Abkühlung von 3° /h statt 1,4° /h bei Weißlicht. (Eine Rotverschiebung des Sonnenspektrums würde mit Sicherheit die Erde stärker erwärmen. Aber das soll uns ja erst bevorstehen, wenn der Wasserstoff der Sonne zur Neige geht und sie sich zu einem "Roten Riesen" aufbläht.)
Einen ähnlichen Effekt wie beim Laser können wir in der Natur auch beim Gewitter beobachten obwohl das ein ganz anderer Vorgang ist und mit CO2 nichts zu tun hat. Warum die positiven und negativen Ladungen in der Luft sich trennen und in verschiedenen Höhen konzentrieren, ist noch nicht erforscht aber bei ca. 40.000 Gewittern pro Tag ist ein Einfluß auf das Klima doch sehr wahrscheinlich.