Ist die Klimaerwärmung noch zu stoppen?

[pollux83]

Aha, es bleibt also immer schwerer als Luft, auch wenn es sich mit Luft vermischt. Ok.
Allerdings kann es nicht stimmen, dass es sich "hauptsächlich in Bodennähe" sammelt. Auf diese Weise wäre es unsinnig von einer "Zerstörung der Ozonschicht durch CO²" zu reden. Unten in Bodennähe gibt es keine OZONschicht. Die beginnt erst so in 20km Höhe, in der Stratosphäre.

Die molare Masse von Atomen bleibt nahezu gleich. Nach einer exothermen Reaktion gibt es zwar nach E=mc² einen minimalen Massedefekt, aber den kann der Chemiker vernachlässigen.

Bei Gasen ist die Dichte (bei gleicher Temperatur) hauptsächlich von der molaren Masse abhängig. Je schwerer das Molekül, desto dichter ist auch das Gas. Darum steigt Wasserdampf auf, weil es leichter ist als das Sauerstoff/Stickstoff Gemisch der Luft.

Wenn du ein Gas erwärmst sinkt natürlich die Dichte. Dadurch kann auch CO2 aufsteigen, aber nicht viel. 2 Bsp.:
1. Jetzt im Winter kann man viele Schornsteine rauchen sehen. Der Rauch (ein Gemisch aus Ruß, CO2 und anderen Stoffen) ist eigentlich dichter als Luft aber heiß. Deshalb ist die Dichte geringer. Aber bereits nach wenigen Metern hat sich der Rauch so stark abgekühlt, dass die Dichte nicht mehr kleiner ist und er hört auf zu steigen.
2. Man stellt 3 unterschiedlich hohe Kerzen in ein geschlossenes Gefäß, z.B. hier https://www.youtube.com/watch?v=PFsQcELZq6I
Wie du siehst geht die obere Kerze zuerst aus, weil das heiße CO2 leichter ist als Luft (das sagt man so, korrekt ist, das heiße CO2 hat eine geringere Dichte als Luft).
Wenn du das gleiche Experiment aber mit einem höheren Kasten machst, dann kann es passieren, dass nach der oberen Kerze die unterste ausgeht und danach erst die mittlere Kerze. (ist schon mal live im Fernsehen passiert) Das liegt daran, dass sich das heiße CO2 auf Raumtemperatur abgekühlt hatte. Da es nun wieder dichter als Luft war sank es nach unten und erstickte die Kerze dort zuerst.

Und es ist unsinnig von einer "Zerstörung der Ozonschicht durch CO²" zu reden. CO2 zerstört die Ozonschicht nicht. Andere Stoffe, wie z.B. die FCKWs tun dies. Die sind auch Treibhausgase und dichter als Luft. Sie sammeln sich also hauptsächlich unten in der Troposphäre. Sie können aber trotzdem in die Stratosphäre gelangen, allerdings nur in sehr geringen Konzentrationen. DIes geschieht über Diffusion. Da du den 2. HS der Thermodyn. kennst, solltest du auch wissen, dass ein System immer die maximale Unordnung anstrebt. Ohne Schwerkraft würden sie sich überall gleichmäßig verteilen. Die Schwerkraft zieht sie aber zum Boden, sodass die schwereren Teilchen dort vermehrt auftreten.
Vergleichbar ist das mit Wasser, wo du Sirup hineingießt. Der Sirup sammelt sich am Boden, aber an der Grenze zwischen Wasser und Sirup mischen sich beide. Du kannst also auch dichteren Sirup im leichteren Wasser finden, eben weil sich die Systeme mischen wollen.

Wenn du jetzt einen Löffel nimmst kannst du beides natürlich homogen mischen, aber einen so großen Löffel für die Atmosphäre gibt es nicht. Durchmischt werden die Stoffe in der Troposphäre durch Wind. Das Ergebnis ist aber alles andere als homogen. In die Stratosphäre kommst du so auch kaum. Wie gesagt sind die einzelnen Atmosphärenschichten sehr unterschiedlich und durchmischen sich nur schlecht. Darum dauert es auch Jahre, bis die FCKWs, die es in die Stratosphäre geschafft haben, dort wieder herausgelangen.

Das sagt mir der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, den ich jetzt schon gefühlte 10 mal zitiert habe, jedesmal mit anderen Worten.

Die Erde kühlt sich in der Vertikalen durch Abgabe von Wärmestrahlung, nicht durch Transport von Wärme.

Der Transport von Wärme erfolgt hingegen in der Horizontalen. Große Mengen Wärmeenergie werden vom Äquator Richtung Pole transportiert. Das Ergebnis ist Wind.
Innerhalb der Troposphäre wird Wärem auch ausgetauscht. Warme Luft steigt nach oben, kalte nach unten. Im Extremfall bilden sich dadurch Tornardos oder Hurrikans. Das endet aber an der Grenze zwischen Tropo- und Stratosphäre. Einerseits ist die Stratosphäre zu dünn, um Wärme weiter effektiv über Konvektion zu verteilen. Andererseits bildet die warme Ozonschicht eine Grenzschicht. Die Luft darunter ist kälter. Es findet also keine Durchmischung mehr statt.

Ich habe mir mal erlaubt, deinen Text in eine einfache Grafik umzuwandeln:

http://666kb.com/i/dengfys96unttu752.png

Ich hoffe das entspricht deiner Vorstellung.

Mir/uns geht es vorallem um die kleinen "braunen" Pfeile, welche die "zurück geschickte Wärmestrahlung" darstellen sollen. Also STRAHLUNG, die den Boden und die untere Atmosphäre erwärmt.
Das Erwärmen bzw. die produzierte WÄRME, stellen nun die kleinen "roten" Pfeile dar.
Aber siehst du auch, zu welchem Kreislauf die im Prinzip gehören? Das habe ich durch die "roten Linien" dargestellt, die mit dem großen roten Pfeil "Reflektion" (ganz rechts außen) verbunden sind.
Die WÄRME (nicht "Strahlung") geht insgesamt - ob vom/am Boden oder von der unteren Atmospfäre aus - IMMER Richtung Weltall.
Die STAHLUNG kann hundert mal hin und her geschickt werden und diesem Kreislauf immer neuen Input an Energie geben. Das ändert nichts an der unumstößtlichen Tatsache, dass die WÄRME Richtung Weltall transportiert wird.
Darum nenne ich das CO² "Kühlung", weil es die Wärme nach OBEN transportiert.
Es kann nicht anders, weil der 2. Hauptsatz der Thermodynamik das so bestimmt.

Die Grafik sieht ganz OK aus. Eine Verbesserung dazu. An den roten Pfeilen müsste Emission stehen, nicht Reflexion. (Der reflektierte Teil der Wärmestrahlung sollte dann von einem kleinen roten Reflexionspfeil neben dem gelben Reflexionspfeil dargestellt werden.)

Ja, die Wärmeenergie kann theoretisch unendlich häufig reflektiert werden. Aber die Schicht ist nur halbdurchlässig. Du verlierst jedes Mal einen prozentualen Anteil deiner Wärmestrahlung an den Weltraum. Irgendwann ist von deiner ersten Wärmestrahlung nichts mehr übrig. Ersetzt werden die Verluste durch immer neue Wärmeenergie von der Sonne. Am Ende stellt sich ein Gleichgewicht ein, das von der Wärmedurchlässigkeit der Atmosphäre abhängt.

Wie in der Grafik gut zu sehen ist, läuft der Energietransport über Strahlung ab und nicht über Stofftransport/Konvektion. CO2 transportiert also keine Wärme, sondern dient als Zwischenspeicher der Wärmeenergie zwischen Boden und Weltraum. Es fängt einen Teil der Strahlung ab und emissiert sie danach wieder in alle Richtungen. Du könntest die gesamte Atmosphäre auch auf eine dünne Schicht reduzieren, die hinter Glas eingeschlossen ist. (Dann hättest du wirklich einen Halbdurchlässigen Spiegel für Wärmestrahlung.) Wie im Beispiel absorbieren die Treibhausgase dann einen Teil der Wärmestrahlung und schicken sie zurück zum Boden, der sich zusätzlich erwärmt. Du bekommst einen Treibhauseffekt. Das läuft aber nur über Strahlungsaustausch. Ein Wärmeaustausch über Konvektion ist dafür nicht notwendig.

[Doctor_H_Morgan]

Weil Wärme und Strahlung zwei total unterschiedliche Dinge sind?

Wenn die "Sonnen-Strahlung" beim Durchdringen der Atmosphäre zunächst mal nicht von selbiger absorbiert wird, entsteht keine Emission (Wärme). Erst wenn die nicht absorbierte "Sonnen-Strahlung" auf die Erdoberfläche trifft, wird sie als langwellige "Wärmestrahlung" zurück geschickt.
Es gibt Wärme-Strahlung und andere Strahlung.....

Also ich rede von thermischer Energie bzw. von WÄRME. Ich nehme an du redest von STRAHLUNGSenergie?

Weil Wärme und Strahlung zwei total unterschiedliche Dinge sind?

[Doctor_H_Morgan]

Die einfallende Strahlung bringt Energie mit. Das Gas absorbiert diese und erhöht dadurch seine Innere Energie (physikalische Größe U). Bei gleichbleibender Stoffmenge macht sich dies in einer Erhöhung der Temperatur bemerkbar und zwar des Gases.

Das selbe sagtest du doch schon?

Es ist richtig, dass die Energie auch wieder abgestrahlt wird, aber verzögert, wenn das Infrarotlicht erst noch weitere Luftschichten durchqueren muss, die ebenfalls diese Wellenlängen wieder absorbieren. Kohlendioxid, Methan, und Wasserdampf sind darin besser als beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff.

Also ich rede von thermischer Energie bzw. von WÄRME. Ich nehme an du redest von STRAHLUNGSenergie?
Es spielt im Prinzip keine Rolle, was die Infrarotstrahlen alles nicht durchdringen können. Sobald dabei WÄRME (thermische Energie) in den Gasen produziert wird, kennt die WÄRME nur EINE Transportrichtung: von warm zu kalt.
Wie diese WÄRME in dem Gas entsteht spielt keine Rolle.

Wenn Du bereit wärest uns zu sagen, woher Du Deine Zahlenangaben hast, dann können wir darüber auch reden. Ich habe Dir ja zwei sehr aktuelle Artikel verlinkt.

Es sind genug. Vorallem sind sie auf Deutsch.

1. NEIN! AUßer du meinst den Masseverlust nach E=mc². Das würde bei 1kg CO2 und deltaT=10K rund 8,46kJ = 9,4*10^-5g. Wenn du 1kg CO2 also um 10K abkühlst, dann sinkt die Masse um rund 0,0000094%.
Das Gas gelangt in die Stratosphäre, weil es ein Gas ist und sich mit anderen Gasen mischt. Selbst wenn du den Wind (Konvektion) weglassen würdest, würde CO2 langsam in die Stratosphäre diffundieren. Da es aber schwerer ist als Luft sammelt es sich hauptsächlich unten in der Nähe des Bodens.

Aha, es bleibt also immer schwerer als Luft, auch wenn es sich mit Luft vermischt. Ok.
Allerdings kann es nicht stimmen, dass es sich "hauptsächlich in Bodennähe" sammelt. Auf diese Weise wäre es unsinnig von einer "Zerstörung der Ozonschicht durch CO²" zu reden. Unten in Bodennähe gibt es keine OZONschicht. Die beginnt erst so in 20km Höhe, in der Stratosphäre.

2. Woher hast du diese irrige Annahme, dass CO2 ein Kühlmittel der Erde sei?

Das sagt mir der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, den ich jetzt schon gefühlte 10 mal zitiert habe, jedesmal mit anderen Worten.

Ich werde dir den Treibhauseffekt jetzt mal an einem stark vereinfachten Beispiel erklären.

Ich habe mir mal erlaubt, deinen Text in eine einfache Grafik umzuwandeln:

http://666kb.com/i/dengfys96unttu752.png

Ich hoffe das entspricht deiner Vorstellung.

Mir/uns geht es vorallem um die kleinen "braunen" Pfeile, welche die "zurück geschickte Wärmestrahlung" darstellen sollen. Also STRAHLUNG, die den Boden und die untere Atmosphäre erwärmt.
Das Erwärmen bzw. die produzierte WÄRME, stellen nun die kleinen "roten" Pfeile dar.
Aber siehst du auch, zu welchem Kreislauf die im Prinzip gehören? Das habe ich durch die "roten Linien" dargestellt, die mit dem großen roten Pfeil "Reflektion" (ganz rechts außen) verbunden sind.
Die WÄRME (nicht "Strahlung") geht insgesamt - ob vom/am Boden oder von der unteren Atmospfäre aus - IMMER Richtung Weltall.
Die STAHLUNG kann hundert mal hin und her geschickt werden und diesem Kreislauf immer neuen Input an Energie geben. Das ändert nichts an der unumstößtlichen Tatsache, dass die WÄRME Richtung Weltall transportiert wird.
Darum nenne ich das CO² "Kühlung", weil es die Wärme nach OBEN transportiert.
Es kann nicht anders, weil der 2. Hauptsatz der Thermodynamik das so bestimmt.

[pollux83]

CI habe mir mal 2 deiner Aussagen herausgesucht.

Auch CO² scheint bei der Expansion nicht nur abzukühlen, es scheint auch leichter zu werden.
Wie sonst könnte es in die Stratosphäre gelangen.

Die Frage ist dann immer noch "was geschieht mit der absorbierten Wärem"? Anwort: sie wird ins Weltall transportiert. Was beutet das: CO² ist nach wie vor ein KÜHLmittel der Erde, das die Wärme vom Boden absorbiert und sie bis hinauf in die Stratosphäre transportiert.

1. NEIN! AUßer du meinst den Masseverlust nach E=mc². Das würde bei 1kg CO2 und deltaT=10K rund 8,46kJ = 9,4*10^-5g. Wenn du 1kg CO2 also um 10K abkühlst, dann sinkt die Masse um rund 0,0000094%.
Das Gas gelangt in die Stratosphäre, weil es ein Gas ist und sich mit anderen Gasen mischt. Selbst wenn du den Wind (Konvektion) weglassen würdest, würde CO2 langsam in die Stratosphäre diffundieren. Da es aber schwerer ist als Luft sammelt es sich hauptsächlich unten in der Nähe des Bodens.

2. Woher hast du diese irrige Annahme, dass CO2 ein Kühlmittel der Erde sei?
Ich werde dir den Treibhauseffekt jetzt mal an einem stark vereinfachten Beispiel erklären.

Von der Atmosphäre nimmst du nur die Troposphäre. Die ist vergleichsweise dicht und trägt den Hauptanteil. Zur Vereinfachung nehmen wir eine gleichmäßige Dichte an. Gefüllt wird diese Schicht mit einem Sauerstoff/Stickstoff Gemisch.
Der Boden ist vereinfacht eine Ebene mit einem gleichmäßigen Albedo, der für das gesamte EM-Spektrum gleich sein soll.

Nun kommt die Sonnenstrahlung. Die Sauerstoff/Stickstoff Atmosphäre ist für die Strahlung nahezu transparent. Die Strahlung erreicht also ungehindert den Boden und wird dort entweder reflektiert oder absorbiert. DIe absorbierte Strahlung soll zu 100% in Wärmestrahlung umgewandelt werden.
Die reflektierte und die absorbierte Strahlung gelangen danach wieder durch die Atmosphäre in den Weltraum.

Jetzt fügen wir ein Treibhausgas hinzu, z.B.CO2.
Die Wärmestrahlung kommt nun nicht mehr ungehindert durch die Atmosphäre. EIn Teil wird sofort zurückgestrahlt. Es kommt also nur ein Teil durch. Das gilt auch für die dem Boden zugewendete Seite. Das Treibhausgas verhält sich also wie ein halbdurchlässiger Spiegel für Wärmestrahlung. Da sowohl Wärmestrahlung sofort in den Weltraum, als auch zurück zum Boden reflektiert wird ändert sich hier noch nicht viel.
Eine Änderung der Temperatur tritt erst bei Betrachtung der restlichen Strahlung auf. Diese durchdrinkt weiterhin ungehindert die Atmosphäre und trifft auf den Boden, wo sie teilweise in Wärmestrahlung umgewandelt wird. Diese kann jetzt aber nicht mehr wie vorher ungehindert in den Weltraum abstrahlen, sondern wird vom Treibhausgas daran gehindert und zum Boden zurückgeschickt. Dort gibt es jetzt also mehr Wärmestrahlung, sodass sich der Boden erwärmt.

[Liopleurodon]

Die Frage ist dann immer noch "was geschieht mit der absorbierten Wärem"? Anwort: sie wird ins Weltall transportiert. Was beutet das: CO² ist nach wie vor ein KÜHLmittel der Erde, das die Wärme vom Boden absorbiert und sie bis hinauf in die Stratosphäre transportiert.

Die einfallende Strahlung bringt Energie mit. Das Gas absorbiert diese und erhöht dadurch seine Innere Energie (physikalische Größe U). Bei gleichbleibender Stoffmenge macht sich dies in einer Erhöhung der Temperatur bemerkbar und zwar des Gases.

Es ist richtig, dass die Energie auch wieder abgestrahlt wird, aber verzögert, wenn das Infrarotlicht erst noch weitere Luftschichten durchqueren muss, die ebenfalls diese Wellenlängen wieder absorbieren. Kohlendioxid, Methan, und Wasserdampf sind darin besser als beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff.

Wenn Du bereit wärest uns zu sagen, woher Du Deine Zahlenangaben hast, dann können wir darüber auch reden. Ich habe Dir ja zwei sehr aktuelle Artikel verlinkt.

[Doctor_H_Morgan]

Ich verstehe nicht, was du meinst.
Es gibt einerseits
* das Problem mit der schwindenden Ozonschicht, dadurch kommt u.a. mehr UVB-Strahlung auf der Erdoberfläche an, die die untere Atmosphäre erwärmt

Das ist nicht ganz korrekt bzw. falsch formuliert.
Es ist nicht die UVB-Strahlung die die Atmosphäre erwärmt, sondern die Erdoberfläche, auf welche die UVB-Strahlung trifft und - durch Erwärmung der Erdoberfläche - als langwelige Infrarotstrahlung zurück geschickt wird.
Somit überträgt die Erdoberfläche die produzierte Wärme auf die Atmosphähre.
Mit anderen Worten: Die Wärme wird von der Edoberfläche abtransportiert.

In diesem Zusammenhang widerlegen sich eh zwei sinng. Aussage, wonach zum einen "die UV-Strahlung die Atmosphäre erwärmt", und zum anderen "das Ozonloch (bzw. die Treibhausgase ) die UV-Strahlen ungehinder durch lässt". Das ist schonmal ein Widerspruch in sich, denn entweder, eine Strahlung dringt ungehindert durch und produziert dabei selbstvertändlich KEINE Wärmeenergie ODER eine Strahlung wird "aufgehalten" und erzeugt dadurch Wärmeenergie. Beides kann nicht gleichzeitig passieren.

* eben genau diese Erwärmung, die von der Zusammensetzung der Atmosphäre abhängt. Stickstoff und Sauerstoff (als Hauptbestandteile der Atm.) spielen allerdings wegen ihrer Molekülstruktur keine Rolle. Deswegen ist die Bedeutung der anderen Gase so hoch - obwohl sie nur in Spuren vorliegen.

Diesen Satz verstehe ich überhaupt nicht. Wieso spielt die Erwärmung "wegen der Molekülstruktur" keine Rolle? Wo ist da der "Unterschied", bei der Erwärmung von Gas X zu der Erwärmung von Gas Y?

Die Raumluft hat eine bestimmte Temperatur, wobei es keine Rolle spielt, ob diese durch Sonneneinstrahlung oder die Heizung bestimmt wird. Steht die Flasche nun längere Zeit unberührt im Zimmer, dann haben alle Komponenten die gleiche Temperatur: Raumluft, Glas, Wasser, CO2 (über dem Wasser). Der Wärmeaustausch zwischen diesen vier Komponenten erfolgt durch Konduktion, d.h. Wärmeleitung durch Berührung (ohne Vermischung). Innerhalb von Wasser und Gas kann auch, d.h. zusätzlich, Konvektion, d.h. Wärmeleitung durch Vermischung eine kleine Rolle spielen ("wärmere Fluide steigen nach oben"). Wegen der geringen Mengen ist das jedoch vernachlässigbar.

Das "Ausmass" an CO2, das im Wasser gelöst ist, hängt direkt mit der Temperatur zusammen. Kälteres Wasser löst mehr CO2, warmes Wasser löst weniger, d.h. bei einem Temperaturanstieg von aussen (Raumluft > Glas > Wasser) wird CO2 freigesetzt und erhöht den Gasdruck über dem Wasser. Wird die Flasche geöffnet, entspannt sich der Druck, wobei es zu einer Abkühlung des entspannten Gases kommt. Soweit dieses simple Modell.

Über die Funktionsweise des "Flaschen-Modells" sind wir uns also einig.
Leider habe ich kein "Klimamodell" zur Verfügung, um "über das Klima zu diskutieren".
Aber wir diskutieren im Moment auch lediglich über die "Ursache und Wirkung" von "Temperaturanstieg und entweichendem CO² Gehalt". Dazu reicht unser "Flaschen-Modell" aus, indem es aufzeigte, dass es eben auch sein kann, dass ein erhöhter CO² Gehalt in der Luft eine Folge des Temperaturanstieges ist.

In diesem einfachen Modellbeispiel der Wasserflasche ist in der Tat der Temperaturwechsel die Ursache. ABER: Wie oben schon erwähnt, lässt sich das nicht auf die Natur übertragen, da zu viele Faktoren fehlen: zB Austauschprozesse mit der Meeresoberfläche, Photosynthese, und letztendlich die Wärmeabsorbtion.

Da muß ich widersprechen. Ohne dass "Wärme absorbiert" würde, könnte sich die Flasche und deren Inhalt gar nicht erwärmen. Es wird so lange Wärme übertragen, bis beide "Systeme" (Luft + Flasche mit Inhalt) "die selbe Temperatur haben" bzw. bis sie den "Gleichgewichtszustand" erreicht haben.

Das Modell oben beschreibt nur den einfachen Zusammenhang "höhere Temperatur > mehr Gas freigesetzt > höherer Druck". Allerdings spielt dieser Zusammenhang in der Atmosphäre keine Rolle, weil die CO2-Konzentration hierfür viel zu gering ist. Es müsste sich die Gesamtgasdichte ändern, um auf diese Weise einen Temperaturwechsel zu erzeugen. Das ist aber nicht der Fall. Deswegen vergiss dieses Modell der Flasche (in diesem Zusammenhang).

Es geht bei dem "Flaschen-Modell" auch nur um diese eine Sache, dass das in Wasser gelöste CO² durch Erwärmen des Wassers freigesetzt wird. Nachdem der erste Druck (Zischen beim öffnen der Flasche) entwichen ist, geschieht lediglich noch ein Wärmeaustausch, zwischen dem System "Flasche + Inhalt" und dem System "Luft". Der Nebeneffekt des Wärmaeustausches ist das Entweichen des Gases. Darum geht es. Es soll keine Aussage über Klima etc. getroffen werden und es wird auch nicht ausgesagt, daß der "Temperaturwechsel" durch das Entweichen des CO² geschieht. Das Entweichen des CO² ist zunächst nur der zu beobachtende Nebeneffekt.

Stattdessen: Wichtig ist der Prozess der Wärmeabsorbtion. Die Hauptbestandteile der Atmosphäre, N2 und O2, absorbieren nur wenig Energie und spielen daher keine Rolle. Komplexere Moleküle wie H2O, CO2, CH4 und viele andere (also die sogenannten "Treibhausgase") können viel mehr Energie speichern, die sie dann auch wieder abstrahlen. Vergleiche das meinetwegen mit einem altmodischen Nachtspeicherofen.

"Wärmestrahlung" ist nicht Wärme. Wäre es anders, dann wäre der Weltraum glühend heiß und nicht extrem kalt.
Die Strahlung mag in die untere Atmosphär gehen, aber übertragen wird die Wärmeenergie erst, wenn die Wärmestrahlung auf die Erdoberfläche trifft. Erst was vom Erdboden wieder zurück kommt, wird absorbiert und als "Wärme" übertragen.

Und hier gilt:
Je mehr Speichermöglichkeiten, d.h. je mehr komplexe Moleküle vorhanden, desto höher die resultierende Temperatur.

Die "resultierende Temperatur" verursacht zwangsläufig den thermodynamischen Effekt, dass die dadurch produzierte Wärme von warm zu kalt übertragen wird. Also NICHT Richtung Erdboden, sondern Richtung Weltall. Die Wärme kann niemals in Richtung des wärmeren Erdboden übertragen werden. Es kann nur Strahlung in Richtung Boden "strahlen" aber niemals "Wärme".
Die Atmosphäre wird - egal welche Strahlen da durch kommen -, immer kälter sein als die Erdoberfläche. Daher wird immer die Wärme von der Erdoberfläche über die immer kälter werdende Atosphäre ins Weltwall übertragen. Einen umgekehrten Effekt kann es physikalisch nicht geben.

Also: Mehr CO2 (u.a.) => höhere Temperatur!

Ja, der Boden bekommt dann eine höhere Temperatur.
Es wird aber nicht das CO² (und die anderen Treibhausgase) "durch die UV-Strahlung" erwärmt. Wenn dann wird es durch die langwelligen Infrarotstrahlen erwärmt, die vom Boden ausgehen, weil die Atmosphäre für diese langwellige Strahlung nicht so "transparent" ist, wie für die kurzwelligen UV-Strahlen.

Dass sich CO2 in 6 km Höhe anreichert würde mich wundern. CO2 ist schwerer als Luft und sollte daher eher in Bodennähe zu finden sein.
Außerdem lebt auf 6km Höhe kaum noch etwas, weil da der O2-Partialdruck zu niedrig ist. Oder anders ausgedrück, da oben erstickt man beim Atmen.

Dann gäbe es auch keinen "Treibhauseffekt". Die Ozonschicht welche die UV-Strahlen aufhält ist in 20-40km Höhe. Das wird immer anders dargestellt. Aber alle Darstellungen haben gemeinsam, daß die Ozonschicht hoch oben in der Stratosphäre liegt.
Gäbe es dort oben nun keine entsprechende Konzentation an CO², dann gäbe es auch keinen "Effekt", welcher UV-Strahlen verstärkt durch läßt, die dann den Boden weiter aufheizen, was wiederum als langwellige Wärmestrahung in die Atmosphäre übertragen wird......

Fangen wir ganz einfach an. Im Wasser (die anderen Bestandteile kann man vernachlässigen) ist H2CO3 (Kohlensäure) gelöst. H2CO3 dissoziiert ständig und reagiert zurück.
H2CO3 <-> CO2(aq) + H2O
CO2 besitzt in Wasser eine Sättigungsgrenze. Die Menge an gelöstem CO2 kann eine bestimmte Grenze also nicht überschreiten. Tut sie es doch geschieht folgendes.
CO2(aq) + H2O -> CO2(g) + H2O
DIeser Schritt ist fast völlig irreversibel.
Beeinflusst wird dieses Gleichgewicht vom CO2-Partialdruck und dem Gesamtdruck über der Wasseroberfläche. Wenn du z.B. die Flasche öffnest sinkt der Druck und das CO2 wird durch Luft verdrängt. Dadurch geht gelöstes CO2 in den gasförmigen Zustand über und entweicht.

Die beiden Gleichgewichte gehen aber nicht spontan ineinander über. Es werden Stöße benötigt. In warmen Wasser bewegen sich die Teilchen schneller. Dadurch kommt es auch zu mehr Stößen und die Wahrscheinlichkeit steigt, dass H2CO3 zerfällt und CO2 entweicht. Darum ist die Löslichkeit von vielen Gasen in warmen Wasser auch geringer.

Der eigentliche Versuch beginnt auch erst nacht dem "Zischen", wenn der Gas-Druck entwichen ist und nur noch der Temperaturunterschied eine Änderung des Zustandes in der Flasche bewirkt.
Es geht darum zu zeigen, dass alleine ein Temperaturanstieg zur CO²-Emission führt.

Mit den Ozeanen lässt sich dieses Beispiel nicht vergleichen. Die Ozeane sind nicht mit CO2 gesättigt, sondern nehmen im Gegenteil sogar CO2 auf, weshalb der pH-Wert langsam sinkt.

Die Ozeane brauchen nicht "gesättigt" zu sein. Die Löslichkeit des CO² in Wasser sinkt mit steigender Temperatur. Das gilt auch für Ozeane. Wenn die Ozeane erst mal "mit CO² gesättigt sein müssten", dann würde aus den Ozeanen nicht ein Gramm CO ² entweichen.

Ja. Sehr viele Gase kühlen sich bei Expansion ab. Das liegt daran, dass das System bei hohen Drücken unter Normalbedingungen (T rund 20 °C) energieärmer ist. Einfach ausgedrückt mögen es die Teilchen dicht zusammengepresst zu sein.
Dieses Verhalten ist aber eigentlich nur die Ausnahme. Bei den meisten Bedingungen verhalten sich Gase wie Wasserstoff.
Wasserstoff erwärmt sich bei Expansion unter Normalbedingungen. Offene Wasserstoffdruckflaschen können sich also selbst entzünden.

Auch CO² scheint bei der Expansion nicht nur abzukühlen, es scheint auch leichter zu werden.
Wie sonst könnte es in die Stratosphäre gelangen.

Das thermische Ungleichgewicht besteht zwischen dem Flaschenhals und der gesamten Umgebung (das bedeutet der gesamte Raum, die restliche Flasche und das Wasser), das das Gas vor allem an der Engstelle expandiert wurde. Das restliche Gas über dem Wasser hat sich infolge der Druckerniedrigung ebenfalls abgekühlt, aber nicht die Flüssigkeit darunter.

Der Wärmeaustausch erfolgt danach wie gahabt. Die kalten Objekte nehmen mehr Wärmestrahlung auf und erwärmen sich. Die Gasmoleküle tauschen sich durch Konvektion aus und transportieren so die Wärme. Durch Schwingungen wird die Wärme in und zwischen den Feststoffen übertragen. Durch Stöße zwischen den Gasen und den Oberflächen wird Wärme ausgetauscht.

Das CO² würde auch aus einem Becher entweichen, wo es keinen "engen Flaschenhals" gibt.
Wiederhole doch einfach den Versuch mit Sprudel aus ein und der selben Flasche, den du gleichmäßig auf zwei Blastikbecher oder zwei Gläse verteilst.
Stelle das eine Glas in einen nicht beheitzten Raum im Keller und das andere Glas in den wärmsten Raum im Haus/Wohnung. Stelle nach 12h fest, welcher Sprudel dir am besten schmeckt bzw. welches Wasser noch am ehesten nach "Sprudel" schmeckt.
Man muß es sich ja nicht komplizierter machen wie es ist.
Und......."wie hats schmeckts"?

Du kannst nicht einfach heißes Gas in den Weltraum blasen. Die Erde ist ein Planet und kein Stern.
Konvektionsströmungen in der Atmosphäre sind sehr komplex. Jede Atmosphärenschicht hat eigene Eigenschaften und mischt sich nicht einfach mit den darüber-/darunterliegenden. Die untere Atmasphäre besitzt also sozusagen mehrere Decken über sich, die Wärmeverlust durch Konvektion verhindern.
Verlieren tut die Erde außerdem nur geringe Mengen an Wasserstoff, Helium und Wasser. Sogar mehr als durch Meteoriten hinzugewonnen wird. Der Wärmeverlust durch Konvektion ist also sehr gering. Der Verlust durch Wärmestrahlung ist um ein Vielfaches größer.

Das einfache an der ganzen "Komplexität" ist die unabänderliche "Transportrichtung der Wärme": von warm zu kalt.
Das einzige was am Erdboden ankommt ist "Wärmestrahlung", die wieder als Wärmeenergie zurück geschickt wird. Die Wärmeenergie widerum kann nur eine Richtung haben: Atmosphäre ==> Weltall.

Mir ist nicht bekannt, dass Dinosaurier Landwirtschaft betrieben oder in Städten lebten. Stieg oder fiel der Meeresspiegel um ein paar Meter, so wichen sie einfach aus. Die Ökosysteme (Wald, Sumpf, etc.) verlagerten sich und die Tiere zogen entweder mit oder verschwanden.

Apropos "Landwirtschaft". Alle künstlich bewässerten Ackerflächen verdunsten Unmengen H²O, welches ebenfalls ein "Treibhausgas" ist.

Das Absoprtionsverhalten von CO2 im Infrarotbereich ist bekannt. Ein sehr anschauliches Beispiel ist das Experiment mit einem durchsichtigen Gasbehälter und einer Infrarotkamera. Füllt man den Behälter mit normaler Luft, so kann die Kamera das Wärmebild eines dahinter stehenden Menschen gut erfassen. Leitet man CO2 in den Tank, dann verschwindet das Wärmebild, weil das Gas die Strahlung absorbiert.

Die Frage ist dann immer noch "was geschieht mit der absorbierten Wärem"? Anwort: sie wird ins Weltall transportiert. Was beutet das: CO² ist nach wie vor ein KÜHLmittel der Erde, das die Wärme vom Boden absorbiert und sie bis hinauf in die Stratosphäre transportiert.

Zinsrechnung ist tückisch. Du hast ja korrekt erwähnt, dass es pro Jahr hinzukommt.

Ausgehend vom Jahr 1800 kommt man dann auch insgesamt auf deutlich andere Werte. Selbstverständlich müssen natürliche Effekte abgezogen werden. Auf welche Quellen stützt Du Dich denn?

Für "Bilanzrechnungen" in diesem Zusammenhang ist hier eine ganz gute Erklärung:

https://www.imperial.ac.uk/media/imp...am-BN3_web.pdf

Hier auch ein neuer Artikel:
https://dspace.mit.edu/openaccess-di.../1721.1/105264

Ich denke nicht, dass uns das Finanzwesen da weiter hilft. "Zinsen" wären eine Energiegröße die aus dem Nichts entstünde (immer 3% auf vorhandene 100%) und sich obendrein selbst reproduzieren würde (Zinseszinz). Nach deiner mutmaßlichen Rechnung mit Zinsen und Zinseszinz, wären wir nach 216 Jahren Laufzeit (1800-2016) bei einem erzielten Endkapital von 59.270,77%. Wobei die "erwirtschafteten "Zinsen" 59.170,77% betragen würden.
Nach deiner Theorie wären wir im Jahr 2016 mit 59.170,77% dabei gewesen.
Komisch ich hab in diesem Winter noch gar keinen Sonnenbrand gehabt.........

[Liopleurodon]

Also laut Wikipedia sind FKW's nicht Ozonschädlich, aber dennoch Treibhausgase.

https://de.wikipedia.org/wiki/Fluorkohlenwasserstoffe

Macht auch Sinn, da Fluor zu den wenigen Elementen gehört die nicht mit Sauerstoff reagieren. Damit kann Fluor nur über Umwege Ozon zerstören und ist relativ ungefährlich.

Stimmt, da war noch was mit dem Fluor . Danke für die Korrektur.

[pollux83]

Da bin ich mir jetzt nicht sicher. Es werden immer explizit die FCKWs genannt und nicht nur die CKWs. Bei deren Zersetzung unter UV-Strahlung müssten analog zu den Chlorradikalen auch Fluorradikale entstehen. Ich werde aber nicht auf diesem Punkt bestehen.

Also laut Wikipedia sind FKW's nicht Ozonschädlich, aber dennoch Treibhausgase.

https://de.wikipedia.org/wiki/Fluorkohlenwasserstoffe

Macht auch Sinn, da Fluor zu den wenigen Elementen gehört die nicht mit Sauerstoff reagieren. Damit kann Fluor nur über Umwege Ozon zerstören und ist relativ ungefährlich.

[Liopleurodon]

Du liest also Literatur, wo an Zahlen aufgeführt wird, wie stark der Mensch im Verhältnis zu Mutter Natur, an der "Entstehung des Treibhauseffektes" beteiligt ist?

Also meine Quellen sagen etwas von 3-4 Prozent. Maximal liest man was von 5%.
Also 95% des CO² produziert die Natur. Der Mensch maximal 5%.

Richtig argumentiert man jetzt natürlich so:
"Ja Moment mal, es sind ja 5% die NETTO jedes Jahr DAZU kommen also dem Kreislauf ZUGEFÜHRT weden."

Das ist richtig. Aber jetzt darf ich mich auch fragen, wieviel Prozent CO² sind denn in der Luft enthalten?
Antwort:
die Luft enthält 0,038 Prozent CO².

Ups! 0,038% CO² und davon produziert der Mensch 5%.....
Das sind 0,0019 %.

Zinsrechnung ist tückisch. Du hast ja korrekt erwähnt, dass es pro Jahr hinzukommt.

Ausgehend vom Jahr 1800 kommt man dann auch insgesamt auf deutlich andere Werte. Selbstverständlich müssen natürliche Effekte abgezogen werden. Auf welche Quellen stützt Du Dich denn?

Für "Bilanzrechnungen" in diesem Zusammenhang ist hier eine ganz gute Erklärung:
https://www.imperial.ac.uk/media/imp...am-BN3_web.pdf

Hier auch ein neuer Artikel:

https://dspace.mit.edu/openaccess-disseminate/1721.1/105264

[Liopleurodon]

Könntest du und [OTG]Guy de Lusignaneuch entscheiden was jetzt besser ist? Wasserleitungen oder Entsalzung?

Beides hat Vor- und Nachteile. Entsalzung hat einen hohen Energieverbrauch und somit hohe Kosten. Lange Wasserleitungen sind auch eine Lösung. Wenn man allerdings Grundwasser aus küstennahen Tiefebenen abpumpt, so kann vom Meer Salzwasser in die Grundwasserschichten nachsickern. Wer von diesen Böden leben muss, wird sich bedanken.

Einen Ozonabbauzyklus mit Fluor kenne ich gar nicht. WIe sieht der denn aus?

Da bin ich mir jetzt nicht sicher. Es werden immer explizit die FCKWs genannt und nicht nur die CKWs. Bei deren Zersetzung unter UV-Strahlung müssten analog zu den Chlorradikalen auch Fluorradikale entstehen. Ich werde aber nicht auf diesem Punkt bestehen.

[Liopleurodon]

Ich meine damit die ersten 100 Mio Jahre beginnend vor 500 Mio Jahre.
Zur Zeit der Dinosaurier war der CO² Gehalt bei über 1.000 ppm (also doch nicht 4000 - 6000.....).
In den letzten 50 Mio Jahren stieg der CO² Gehalt zeitweise auf über 1.500 ppm an.
Die Dinosaurier waren da schon ausgestorben. Aber wie wir alle wissen, wurden sie nicht "vergiftet", sie sind auch nicht erstickt oder an einem Hitzeschlag gestorben.......

Du vergleichst hier gerade Äpfel mit Birnen. Die Welt des Mesozoikums war generell deutlich wärmer und gleichmäßig wärmer als heute, die Frühkreide war auch die Zeit der maximalen Überflutung der Kontinente. Durch die andere Lage der Kontinente wurde mehr Wärme in die Polargebiete geleitet, weswegen diese nicht vereist waren. In der Antarktis wuchsen Wälder. Es war eine deutlich tropischere Welt als die Kaltphase, in der wir uns gegenwärtig befinden.

Menschen sind abhängig von einer überschaubaren Vielfalt an Ackerpflanzen, deren ökologische Parameter begrenzt und bekannt sind - eine deutliche Änderung der Temperatur oder der Feuchtigkeit hat direkten Einfluss auf die Erntemengen. Zwei Drittel der Weltbevölkerung lebt in Küstenregionen und ist in verschiedener Weise abhängig vom Meer.

Mir ist nicht bekannt, dass Dinosaurier Landwirtschaft betrieben oder in Städten lebten. Stieg oder fiel der Meeresspiegel um ein paar Meter, so wichen sie einfach aus. Die Ökosysteme (Wald, Sumpf, etc.) verlagerten sich und die Tiere zogen entweder mit oder verschwanden.

Entsprechend des CO² Gehaltes in der Luft und der parallel dazu fallenden und steigenden Temperatur, behaupten heute viele Wissenschaftler, dass der CO² Gehalt die Temperatur beeinflusst.

Das Absoprtionsverhalten von CO2 im Infrarotbereich ist bekannt. Ein sehr anschauliches Beispiel ist das Experiment mit einem durchsichtigen Gasbehälter und einer Infrarotkamera. Füllt man den Behälter mit normaler Luft, so kann die Kamera das Wärmebild eines dahinter stehenden Menschen gut erfassen. Leitet man CO2 in den Tank, dann verschwindet das Wärmebild, weil das Gas die Strahlung absorbiert.

Andere Gase mit ähnlichem Verhalten sind Methan, FCKWs und auch Wasserdampf. Dem Wasserdampf in der Atmosphäre verdanken wir es, dass die Durchschnittstemperatur der Erde bei +15°C liegt statt bei -15°C, welches der Gleichgewichtstemperatur infolge der Sonneneinstrahlung entspräche, ohne Treibhauseffekt.

Absorptionseffekte muss man bei den Klimamodellen eben berücksichtigen und versuchen, sie so genau wie möglich zu quantifizieren.

Den Rest hat xanrof ja schon sehr gut erklärt.

[roughman]

Ist die Klimaerwärmung noch zu stoppen?

Das wissen wir wohl nicht mit Sicherheit, aber ich finde wir sollten es dennoch versuchen.

[pollux83]

Warum nicht? Wir reden doch nicht über "Giftgase" (welche "geschwankt" haben, wischen 1000ppm und 1500 ppm), sondern z.B. über den CO² Gehalt in der Atmosphäre, der sich meines Wissens eher in ca. 6km Höhe konzentriert ansiedelt.
In solchen Höhe existiert auch heute nicht mal mehr Vegetation.

Dass sich CO2 in 6 km Höhe anreichert würde mich wundern. CO2 ist schwerer als Luft und sollte daher eher in Bodennähe zu finden sein.
Außerdem lebt auf 6km Höhe kaum noch etwas, weil da der O2-Partialdruck zu niedrig ist. Oder anders ausgedrück, da oben erstickt man beim Atmen.

Ich bin da auf eine andere Schlußfolgerung gekommen. Durch beobachten und selbst erlebte Erfahrungen.

Wie ist es zu erkären, dass wenn man beispielsweise zwei Sprudelflaschen mit identischem Inhalt und Konzentration aller Inhaltsstoffe, geöffnet in je unterschiedlich geheitzte Räume stellt, dass man dann im Laufe der Zeit feststellen kann, dass die Kohlensäure der Sprudelflasche in dem kühleren Raum, langsamer entweicht als die Kohlensäure der Sprudelflasche in dem wärmeren Raum?
Es ist ein deutlich sichtbarer und geschmacklicher Unterschied festzustellen.
Also von "sehr sehr wenig" kann da überhapt nicht die Rede sein.
Zu erwähnen wäre noch, dass es dabei keine Sonneneinstrahlung gab.............

Fangen wir ganz einfach an. Im Wasser (die anderen Bestandteile kann man vernachlässigen) ist H2CO3 (Kohlensäure) gelöst. H2CO3 dissoziiert ständig und reagiert zurück.
H2CO3 <-> CO2_(aq) + H2O
CO2 besitzt in Wasser eine Sättigungsgrenze. Die Menge an gelöstem CO2 kann eine bestimmte Grenze also nicht überschreiten. Tut sie es doch geschieht folgendes.
CO2_(aq) + H2O -> CO2_(g) + H2O
DIeser Schritt ist fast völlig irreversibel.
Beeinflusst wird dieses Gleichgewicht vom CO2-Partialdruck und dem Gesamtdruck über der Wasseroberfläche. Wenn du z.B. die Flasche öffnest sinkt der Druck und das CO2 wird durch Luft verdrängt. Dadurch geht gelöstes CO2 in den gasförmigen Zustand über und entweicht.

Die beiden Gleichgewichte gehen aber nicht spontan ineinander über. Es werden Stöße benötigt. In warmen Wasser bewegen sich die Teilchen schneller. Dadurch kommt es auch zu mehr Stößen und die Wahrscheinlichkeit steigt, dass H2CO3 zerfällt und CO2 entweicht. Darum ist die Löslichkeit von vielen Gasen in warmen Wasser auch geringer.


Mit den Ozeanen lässt sich dieses Beispiel nicht vergleichen. Die Ozeane sind nicht mit CO2 gesättigt, sondern nehmen im Gegenteil sogar CO2 auf, weshalb der pH-Wert langsam sinkt.

Und ja, das sprudelnde Etwas im Mineralwasser ist das selbe CO² über das wir hier die ganze Zeit reden:

http://www.wissen.de/warum-sprudelt-mineralwasser

Interessant finde ich dabei folgenden Satz:
"In Folge der schnellen Expansion des Gases kommt es im Bereich des Flaschenhalses zu einer kurzzeitigen Abkühlung auf bis zu -30 Grad Celsius!" (Text)
Die Abkühlung in dem dünnen Flaschenhals ist wohl der selbe Effekt wie das "Kühlsystem" im Kühlschrank. Auch dort wird ein Gas unter hohem Druck durch eine kleine Öffnung gepresst, wo dieses schnell abkühlt.....

Ja. Sehr viele Gase kühlen sich bei Expansion ab. Das liegt daran, dass das System bei hohen Drücken unter Normalbedingungen (T rund 20 °C) energieärmer ist. Einfach ausgedrückt mögen es die Teilchen dicht zusammengepresst zu sein.
Dieses Verhalten ist aber eigentlich nur die Ausnahme. Bei den meisten Bedingungen verhalten sich Gase wie Wasserstoff.
Wasserstoff erwärmt sich bei Expansion unter Normalbedingungen. Offene Wasserstoffdruckflaschen können sich also selbst entzünden.

Sobald der Druck aus der Sprudelflasche entwichen ist, bleibt aber nur noch ein thermodynamisches Ungleichgewicht zwischen dem Sprudel und der Umgebung, in Folge dessen es nur noch durch Konvektion zu einem "Wärmeaustausch" kommen kann.
Die Wärme die nun "in die Sprudelflasche strömt", kann dieses nur über ein "strömendes Fluid" (https://de.wikipedia.org/wiki/Konvektion) geschafft haben, welches sich irgendwann nachweislich nicht mehr in der Sprudelflasche befindet:
CO².

Das thermische Ungleichgewicht besteht zwischen dem Flaschenhals und der gesamten Umgebung (das bedeutet der gesamte Raum, die restliche Flasche und das Wasser), das das Gas vor allem an der Engstelle expandiert wurde. Das restliche Gas über dem Wasser hat sich infolge der Druckerniedrigung ebenfalls abgekühlt, aber nicht die Flüssigkeit darunter.

Der Wärmeaustausch erfolgt danach wie gahabt. Die kalten Objekte nehmen mehr Wärmestrahlung auf und erwärmen sich. Die Gasmoleküle tauschen sich durch Konvektion aus und transportieren so die Wärme. Durch Schwingungen wird die Wärme in und zwischen den Feststoffen übertragen. Durch Stöße zwischen den Gasen und den Oberflächen wird Wärme ausgetauscht.

Übertrage ich dieses überall beobachtbare Phänomen auf die Atmosphäre, so stelle ich fest, dass ein höher konzentriertes Fluid namens CO², doch wohl eher für einen Wärmeaustausch in Richtung Weltall (kühle Sprudelflasche) sorgen würde, was eine ABKÜHLUNG der Erdoberfläche zur Folge hätte.

Was Wärmeaustausch über kleine Öffnungen anbelangt:
man gehe mal im Sommer durch den Eingang einer Eishöhle (beispielsweise in Österreich). Da bläst einem zuerst der "Wind" entgegen, und dann drückt einem ein anderer "Wind" förmlich durch die Öffnung (kann auch sein dass es umgekehrt ist, weiß es nicht mehr gnau.....).
Man spürt also am eigenen Leib wie Thermodynamik funktioniert: in diesem Fall, durch ein Fluid namens Luft.

Du kannst nicht einfach heißes Gas in den Weltraum blasen. Die Erde ist ein Planet und kein Stern.
Konvektionsströmungen in der Atmosphäre sind sehr komplex. Jede Atmosphärenschicht hat eigene Eigenschaften und mischt sich nicht einfach mit den darüber-/darunterliegenden. Die untere Atmasphäre besitzt also sozusagen mehrere Decken über sich, die Wärmeverlust durch Konvektion verhindern.
Verlieren tut die Erde außerdem nur geringe Mengen an Wasserstoff, Helium und Wasser. Sogar mehr als durch Meteoriten hinzugewonnen wird. Der Wärmeverlust durch Konvektion ist also sehr gering. Der Verlust durch Wärmestrahlung ist um ein Vielfaches größer.

[xanrof]

Wie ist denn nun deiner Meinung nach "die thermodynamische Wirkung des CO² Gehalt in 6km Höhe" (wo Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt herrschen), auf die Atmosphäre in "Bodennähe"?

Ich verstehe nicht, was du meinst.
Es gibt einerseits
* das Problem mit der schwindenden Ozonschicht, dadurch kommt u.a. mehr UVB-Strahlung auf der Erdoberfläche an, die die untere Atmosphäre erwärmt,
und andererseits
* eben genau diese Erwärmung, die von der Zusammensetzung der Atmosphäre abhängt. Stickstoff und Sauerstoff (als Hauptbestandteile der Atm.) spielen allerdings wegen ihrer Molekülstruktur keine Rolle. Deswegen ist die Bedeutung der anderen Gase so hoch - obwohl sie nur in Spuren vorliegen.

Aber wieso tritt das CO² in einer warmen Umgebung schneller aus, obwohl in dem Raum keine Sonne scheint. Es geht bei dem "Treibhauseffekt" doch vorallem um die Kernaussage, dass das alles von der Sonnenernergie angetrieben würde. Bei dem Mineralwasser in den Flaschen wird der selbe Effekt aber alleine durch Wärmeaustausch erzeugt. (...)
Die Flasche steht am Anfang unter Druck und das CO² kann nunmal nur durch den Flaschenhals entweichen, weswegen das Entweichen des CO² Anfangs nichts mit Wärmeaustausch, sondern mit Druckausgleich zusammen hängt.
Ist das "Zischen" aber vorbei, geht es ausschließlich um Wärmeaustausch. (...)
Worauf ich hinaus will ist Tatsache, dass hierbei alleine "die Temperatur als Ursache und der ansteigende CO2-Gehalt als Folge" zu erkennen ist. Das steht doch im Widerspruch zu der Theorie, dass "der ansteigende CO2 Gehalt als Ursche und die ansteigende Temperatur als Folge" anzunehmen wäre.

Vorweg: Das Modell der Wasserflasche, das du eingebracht hast, ist eigentlich nicht geeignet, um Klimafolgen zu diskutieren, weil es zu primitiv ist. Es werden zu viel Faktoren aus der realen Natur vernachlässigt. Allerdings kann man durchaus einzelne Prozesse erläutern.

Also, der Reihe nach:

Dieses Modellsystem "Flasche mit Sprudelwasser in warmem Raum" besteht i.w. aus vier Komponenten ("Phasen"):
* die Raumluft und deren Temperatur,
* die Flasche selbst, d.h. zB das Glasmaterial
* das Wasser selbst, in welchem erhebliche Mengen CO2 physikalisch gelöst sind (die chemische Reaktion zwi CO2 und H2O kann man vernachlässigen, zu gering)
* das CO2 über dem Wasser

Die Raumluft hat eine bestimmte Temperatur, wobei es keine Rolle spielt, ob diese durch Sonneneinstrahlung oder die Heizung bestimmt wird. Steht die Flasche nun längere Zeit unberührt im Zimmer, dann haben alle Komponenten die gleiche Temperatur: Raumluft, Glas, Wasser, CO2 (über dem Wasser). Der Wärmeaustausch zwischen diesen vier Komponenten erfolgt durch Konduktion, d.h. Wärmeleitung durch Berührung (ohne Vermischung). Innerhalb von Wasser und Gas kann auch, d.h. zusätzlich, Konvektion, d.h. Wärmeleitung durch Vermischung eine kleine Rolle spielen ("wärmere Fluide steigen nach oben"). Wegen der geringen Mengen ist das jedoch vernachlässigbar.

Das "Ausmass" an CO2, das im Wasser gelöst ist, hängt direkt mit der Temperatur zusammen. Kälteres Wasser löst mehr CO2, warmes Wasser löst weniger, d.h. bei einem Temperaturanstieg von aussen (Raumluft > Glas > Wasser) wird CO2 freigesetzt und erhöht den Gasdruck über dem Wasser. Wird die Flasche geöffnet, entspannt sich der Druck, wobei es zu einer Abkühlung des entspannten Gases kommt. Soweit dieses simple Modell.

In diesem einfachen Modellbeispiel der Wasserflasche ist in der Tat der Temperaturwechsel die Ursache. ABER: Wie oben schon erwähnt, lässt sich das nicht auf die Natur übertragen, da zu viele Faktoren fehlen: zB Austauschprozesse mit der Meeresoberfläche, Photosynthese, und letztendlich die Wärmeabsorbtion. Das Modell oben beschreibt nur den einfachen Zusammenhang "höhere Temperatur > mehr Gas freigesetzt > höherer Druck". Allerdings spielt dieser Zusammenhang in der Atmosphäre keine Rolle, weil die CO2-Konzentration hierfür viel zu gering ist. Es müsste sich die Gesamtgasdichte ändern, um auf diese Weise einen Temperaturwechsel zu erzeugen. Das ist aber nicht der Fall. Deswegen vergiss dieses Modell der Flasche (in diesem Zusammenhang).

Stattdessen: Wichtig ist der Prozess der Wärmeabsorbtion. Die Hauptbestandteile der Atmosphäre, N2 und O2, absorbieren nur wenig Energie und spielen daher keine Rolle. Komplexere Moleküle wie H2O, CO2, CH4 und viele andere (also die sogenannten "Treibhausgase") können viel mehr Energie speichern, die sie dann auch wieder abstrahlen. Vergleiche das meinetwegen mit einem altmodischen Nachtspeicherofen. Und hier gilt:
Je mehr Speichermöglichkeiten, d.h. je mehr komplexe Moleküle vorhanden, desto höher die resultierende Temperatur.

Also: Mehr CO2 (u.a.) => höhere Temperatur!