Klima: CO2-gesteuert

Mai 31, 2022

300px-C14_methode_physikalische_grundlagen1

Wärmespeicherung: 20 x weniger als Methan
   Wellenlängen:  2,8 µm, 4,5 µm, 15 µm
   Frequenzen (ν): 663 cm-1, (800 cm-1, 1100 cm-1)
Carbon:
   Radioaktivität: δ 12C Natürliches Carbon; ratio: 98.9%
   δ 13C Isotop; ratio: 1%
   δ 13C of fossil-fuel: CO
2: −24 (1750) to −28 (2010)
   δ 13C of ocean surface water: 2.5 (1750) to  1.5 (2010)
   δ 13C of the terrestrial biosph.:  −25
   δ 14C Radiocarbon: ratio: 1,25·10−10% (1 pro 1 Billion 12C)
δ14C ---> -50% nach 5.73 Ka

   Umrechnung C in CO2: 1 Gt C = 3.7 Gt CO2

   Atmosphäre: +8 Gt CO2 ergibt +1 ppm
 880 Gt CO2 (110 ppm) in die Atmosphäre ---> +1°C
Temperatur: +110 ppm = +1°C
2020: 412 ppm --> 415 ppm = 3 ppm = +24 Gt CO2
Meer: Volumen 1,4 x 109 km3; 1,4 x 1015 Liter
Bis 2018, anthropogene Emission = 1620 Gt CO2
kumulative „Airborne Fraction“ = 54%

CO2-Molekül: IR
wl: 2,1; 2,8; 4,5; 15 (µm)
Fr:
663; 800; 1100 (cm-1
)

CO2Beschr1

Auch wenn C02 einen geringen wärmenden Einfluss auf die (ruhende) Atmosphäre hätte, wird diese Wärme weitgehend wieder in den Weltraum abgestrahlt, unterstützt durch die starken horizontalen und vertikalen Windströmungen (die in der Theorie nicht dargestellt und daher nicht berücksichtigt werden können....(Dr. Dietrich E. Koelle)

CO2-animated
CO2

mol

H2O

CH4

CO2

NO2

ppm

7750

1,8

395

0,32

stay

eternal

5a-10a

500a-1000a (flux)
2a (δ17O)

100a

climasens

3

20

1

300

CO2-gesamt global (0,04% w/w)

CO2-anthropogen Anteil (3,5% w/w)

CO2-Anteil DE (2% w/w)

CO2-Anteil Transport DE (14% w/w)

0,04% (412 ppm)

0,0014% (14 ppm)

0,00003% (0,3 ppm)

0,000004% (0,04 ppm)

Zusammensetzung Atmosphäre

co2konz
CO2-Anteile

Oxygen:
 Natürliche Isotope: 16O (99,76%); 18O (0,2%)
δ18O = 18/16 (Delta-O-18) ---> angereichert=warm, abgereichert=kalt

CO2-Sättigung-Pfeile1

No

Quelle

Emission
G
t CO2/a

%

Absorption
G
t CO2/a

1

Öl, Kohle, Gas, Zement

28

3,8

2

Biologie

440

58

455

3

Ausgasung Süßwasser

3,7

0,5

4

Ozeane

289

38

296

5

Landnutzungsänderung

3,7

0,5

6

Atmosphäre

--

--

15

gesamt

766

100

766

CO2-Absorptionssättigung
(Lambert Beer’sches Gesetz)

 The smooth blue line is the spectral flux, Z˜ = πB˜(ν, T0) from a surface at the temperature T0 = 288.7 K for a transparent atmosphere with no greenhouse gass.
The green line is hZ˜{i} (ν, zmp, 0)i with the CO2 removed but with all the other
greenhouse gases at their standard concentrations. The black line is hZ˜{i}(ν, zmp,
1)i with all greenhouse gases at their standard concentrations. The red line is hZ˜{i}(ν, zmp,
2)i for twice the standard concentration of CO2 but with all the other greenhouse gases at their standard concentrations
Doubling the standard concentration of CO2 (from 400 to 800 ppm) would cause a forcing increase (the area between the black and red lines) of ∆F
{i} = 2.97 W m−2 = 0,9% (from 342 W m-2)

Quelle

Quelle: IPCC


Konzentrationen, Mengen, Flux

 

atmos./ocean

 ocean/atmos.

plants/flux

soil

fossil fuels

ocean warming

flux total

atmos. increase total/a

 

amount atmos.

3200 GtCO2    

 

3150 GtCO2

6660 GtCO2

 

 

 

 

 

flux/a

Pfeil 380 GtCO2

Pfeil 370 GtCO2

Pfeil ph.syn.:450 GtCO2

Pfeil sink:8 GtCO2

Pfeil burn: 36 GtCO2

Pfeil+0,15°C= +75 MtCO2

Pfeil      830 GtCO2

 

 

amount ocean surface

2590 GtCO2

10 GtCO2

Pfeil respir:444 GtCO2

Pfeil use: 3 GtCO2

           

 

Pfeil     850 GtCO2

 

 

flux/a

Pfeil 18 GtCO2

0 GtCO2

 

 

 

 

 

 

 

amount ocean deep layers

    144 TtCO2      

 

 

 

 

 

 

 

 

ü delta/a

--------->

Pfeil -10 GtCO2

Pfeil -6 GtCO2

Pfeil -5 GtCO2

Pfeil burn: +36 GtCO2

Pfeil+0,15°C= +75 MtCO2

Pfeil       +20 GtCO2

Pfeil+20,4 GtCO2 (+5 ppm)

 

origins

CO2MassenFlux-2

DE-Anteil-Transport-PKW
EmittentenWorld

Correlation CO2 / Temperature

CO2Flux

CO2-Flüsse


Korrelation_CO2-TempBearb#5
HawaiLockdown1
FuelEmission
CO2-Anstieg (1)

...during global Lockdown!

period

temp (°C)

temp/a (°C)

CO2 (ppm)

CO2/a (ppm)

1900 - 1940

+0,6

+0,015

300 - 307

0,175

1940 - 1975

0

0

307 - 331

0,69

1975 - 1998

+0,6

+0,026

325 - 365

1,74

2000 - 2020

+0,1

0

365 - 400

1,75

Air-bubbles-Icecores

Zeitlicher Verlauf

Atmospheric CO2 concentration reconstructed from stomatal index
(•) (1) and direct measurements of CO2 from
icecores (x)

+150 ppm = 0.8°C

HoloceneMAR2024

1200-1195 v. Chr.: Bronze Zeitalter Kollaps
0-450 n.Chr.:        Römisches Optimum
450 - 850 n.Chr.:   Pessimum (Völkerwanderung)
900-1300 n.Chr.:   Mittelalterliches Optimum
1500-1900 n.Chr.: Kleine Eiszeit

Icecore ~ +40% = Stomata

StomaCO2Icecore
Medieaval-HPS-temp-CO2-TR

blau: CO2-Werte aus Eisbohrkernen: ~ 40% zu niedrig! Stomata-Werte siehe links
braun: temp via treerings (J.Esper)


Verweildauer in Atmosphäre

CO2-Verweildauer:
Nach 1 000 Jahren befinden sich immer noch 15 bis 40 % des in dem Puls emittierten CO2 in der Atmosphäre.  Die Methankonzentration würde innerhalb von etwa 50 Jahren annähernd auf ihr vorindustrielles Niveau absinken, N2O-Konzentrationen bräuchten mehrere Jahrhunderte, während die CO2-Konzentration innerhalb von für unsere Gesellschaft relevanten Zeitskalen im Wesentlichen gar nicht zum vorindustriellen Stand zurückkehren würde.
. Der AR4 zeigte, dass sich die Erdoberfläche im Lauf des 21. Jahrhunderts weiterhin um circa 0,6 °C im Vergleich zum Jahr 2000 erwärmen würde, wenn die Treibhausgaskonzentrationen auf dem heutigen Niveau konstant blieben.
Dies ist der unabwendbare Klimawandel bei heutigen Konzentrationen („constant composition commitment”)

EmissionenAbbauHPS1

Verweildauer in der Atmosphäre bei null Emission

Gas

Verweildauer
(+0 Emission, +0,6°C)

übrig

CO2

500-1000a (flux)
2a (δ17O)

~30%
0

CH4

50 a

0%

N2O

~300 a

0%