Zur Physikalischen Chemie des Treibhaus-Effekts
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Helmut Ullmann
and
Martin Bülow
Kurzfassung
Es wird ein Bedarf an physikalisch-chemischen Daten zum Treibhauseffekt der Klimaerwärmung festgestellt, da die auf Beobachtung basierende CO2-T-Korrelation durch physikalisch-chemische Ergebnisse bisher nicht bestätigt worden ist. Ergebnisse zu den molaren Wärmekapazitäten der atmosphärischen Gase werden diskutiert. Der Beitrag des CO2 zur Wärmespeicherung in der Atmosphäre erweist sich als vernachlässigbar. Die Rolle der sogenannten Treibhausgase als Transmitter und Sender zwischen der kinetischen Energie der Moleküle und der Photonenenergie im Strahlungsgleichgewicht (speziell im IR-(Infrarot)-Bereich) wird diskutiert. Bilanzen des CO2-Austauschs zwischen der Atmosphäre, der Pflanzenwelt und den Ozeanen im Vergleich zu den anthropogenen Emissionen werden kritisch bewertet. Der anthropogene Energiefluss ist um vier Größenordnungen kleiner als jener der täglichen Sonneneinstrahlung. Die Abtrennung und Endlagerung von CO2 (CCS) und die Umsetzung von CO2 mit Wasserstoff zu Synthesegas (CCU) werden aus energetischer Sicht besprochen.
Das „Treibhaus Erdatmosphäre“ ist ein offenes System. Das Strahlungsgleichgewicht wird als Fließgleichgewicht betrachtet, welches nach den Regeln der irreversiblen Thermodynamik zu bewerten ist.
Abstract
A need for physicochemical data on the greenhouse effect had been identified. So far, the observation-based CO2-T correlation has not been confirmed by physicochemical results. Results regardingthe molar heat capacities of the gases in the atmosphere are discussed. The contribution of CO2 to heat storage in the atmosphere is negligible. The role of so-called greenhouse gases as transmitters and converters between the kinetic energy of molecules and photon energy in radiative equilibrium (specifically within the IR-(Infrared)-region) is discussed. Balances of CO2 exchange between the atmosphere, the plant world, and the oceans compared to anthropogenic emissions are critically assessed. The anthropogenic energy flow is four orders of magnitude smaller than daily solar radiation. The separation and final storage of CO2 (CCS) and the conversion of CO2 with hydrogen to syngas (CCU) are discussed from an energetic perspective. The “greenhouse atmosphere” of the Earth is an open system. The radiation balance should be considered as a steady-state (flow) equilibrium, which should be assessed according to the principles of Irreversible Thermodynamics.
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Research ethics: Not applicable.
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Informed consent: Not applicable.
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Author contributions: Both authors have accepted responsibility for the entire content of this manuscript and approved its submission.
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Use of Large Language Models, AI and Machine Learning Tools: None declared.
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Conflict of interest: Both authors state no conflict of interests.
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Research funding: None declared.
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Data availability: Not applicable.
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