Unsere Atmosphäre ist dünn wie eine Zwiebelschale

Die Lufthülle unserer Erde schützt uns vor der eisigen Kälte und aggressiven Strahlung des Weltalls. Sie versorgt uns nicht nur mit der Luft zum Atmen, sondern sorgt auch für ein Klima auf unserem Planeten, das Leben erst ermöglicht. Dabei ist die Atmosphäre nur ein hauchdünner Schleier. So dünn wie eine Zwiebelschale im Vergleich zur Größe einer Zwiebel.

Dieser Vergleich stammt nicht von mir – schon der große Carl Sagan hat ihn angeblich verwendet. Aber mit Hilfe meines zehnjährigen Sohnes Milan haben wir das einmal nachgemessen.

Milan hat aus einer Zwiebelschale zehn Stücke geschnitten, und wir haben die Dicke dieses Stapels gemessen: 1,1 mm (siehe Foto). Die Zwiebel hatte einen Durchmesser von 11 cm, das Verhältnis von Dicke der Schale zur Größe der Zwiebel war also gerade 1:1000.

Die Erde hat einen Durchmesser von 12 000 km. Die Atmosphäre hat keine klare Obergrenze, da die Luft nach oben hin einfach immer dünner wird. Doch die Dicke der Troposphäre – also der unteren Schicht der Atmosphäre, in der sich 80 Prozent der Luft und 99 Prozent des Wasserdampfs befinden, und in der sich das gesamte Wettergeschehen abspielt – beträgt gerade 12 km. Also ebenfalls ein Verhältnis von 1:1000. Insofern ist der Vergleich mit der Zwiebelschale gerechtfertigt.

Nur dass die Atmosphäre keine zähe, feste Schale ist, sondern eben nur ein Gasschleier. Sie ist nur 5×1018 kg  schwer – das ist nur ein Millionstel der Masse unseres Heimatplaneten. Die obersten zehn Meter des Ozeans wiegen genauso viel wie die gesamte Luft darüber. Das weiß jeder Taucher: taucht man auf zehn Meter Tiefe hinab, steigt der Druck dabei um 1 bar. Das ist auch der Luftdruck an der Erdoberfläche, also nichts anderes als das Gewicht unserer Lufthülle. (Wir Meeresforscher geben daher die Tiefe eines Messgerätes, das über die Bordwand eines Forschungsschiffes ins Wasser hinabgelassen wird, in Dezibar an. Denn die Tiefe bestimmt man mit einem Druckmesser, und Dezibar ist eine praktische Einheit, weil sie einem Meter entspricht.)

In meinem Buch Wolken, Wind & Wetter habe ich es so formuliert:

Auf jeden Fall könnte man locker mal schnell mit dem Fahrrad ins Weltall radeln, so nah ist es – sieht man einmal von der Erdanziehungskraft, die man über­winden muss, und einigen anderen Unannehmlichkei­ten einer solchen Radtour ab. Bedenkt man auch noch, wie leicht Luft ist, muss man schaudern: Nur ein fei­ner Hauch, ein dünner Schleier, trennt uns vom kalten Weltall.

Das macht es auch verständlich, dass wir Menschen die Zusammensetzung unserer Atmosphäre erheblich verändern. Wir blasen zum Beispiel derzeit jedes Jahr 40 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Luft. Dadurch haben wir die CO2-Menge in unserer Atmosphäre bereits um 45% in die Höhe getrieben. Ich habe früher schon mehrfach darauf hingewiesen, dass sie damit höher als seit mehreren Millionen Jahren ist. Doch dazu gibt es inzwischen neue und genauere Daten: man muss volle 15 Millionen Jahre in der Erdgeschichte zurückgehen, um zu Zeiten mit höherer CO2-Menge zu kommen!

Alexander Gerst (Astro-Alex) hat erst vor einigen Tagen mit eindrucksvollen Fotos von der internationalen Raumstation darauf hingewiesen, wie dünn und fragil unsere Atmosphäre ist:

Wir sollten gut auf unsere Atmosphäre aufpassen, statt sie als Gratis-Müllkippe zu verwenden.

Stefan Rahmstorf ist Klimatologe und Abteilungsleiter am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Professor für Physik der Ozeane an der Universität Potsdam. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf Klimaänderungen in der Erdgeschichte und der Rolle der Ozeane im Klimageschehen.

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  1. Zitat: Die obersten zehn Meter des Ozeans wiegen genauso viel wie die gesamte Luft darüber. Die Atmosphärenmasse ist also klein relativ zum Gesamtozean. Und dennoch ist es für unsere heutige Technologie zuviel an Masse und Volumen um die Atmosphäre auf technische Art und Weisse zu “säubern” und unter Kontrolle zu halten. CO2 in die Atmosphäre zu entlassen ist noch einfach, CO2 von dort wieder in relevanten Mengen zurückzuholen aber an der Grenze des technisch und ökonomisch machbaren. Und dennoch wird die Menschheit in einer nicht so fernen Zukunft wohl in Erwägung ziehen, der Atmosphäre wieder Treibhausgase zu entziehen, weil sich sonst zuviel in unerwünschter Art und Weise ändert. Und das selbst dann, wenn bis Ende dieses Jahrhunderts die technischen CO2-Emissionen auf Null fallen.

  2. Die Menschen nutzen die Meere als Abfalleimer und sie nutzen die Atmosphäre als Abfalleimer.
    Wie lange wird es dauern, bis sich der Sauerstoffgehalt spürbar verringern wird. Erst dann werden die Menschen aufwachen.

    • Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre nimmt messbar ab, genau in dem erwarteten Verhältnis zur Nutzung der fossilen Energie. D.h. jedes zusätzliche CO2-Molekül bedeutet ein O2 Molekül weniger in der Luft, da der Sauerstoff beim Verbrennen verbraucht wird. Da der CO2-Anstieg aber “nur” rund 125 ppm beträgt, der Sauerstoffgehalt dagegen rund 20%, ist der Effekt zwar messbar aber nicht spürbar. Er ist übrigens ein Beleg dafür, dass der CO2-Anstieg nicht etwa aus dem Ozean kommt, wie die AfD behauptet, sondern durch Verbrennung entsteht.

  3. The blog post is informative and you will get much useful information by reading the whole article. The article mentions that our atmosphere is as thin as an onion skin and the atmosphere is only a thin veil. The article continues to say that the air covering of our earth shields us from the icy cold and destructive radiation of the universe.click here

  4. Hat mal jemand berechnet, wieviel Sauerstoff eine “rollende Heizung” (gemeint ist ein Verbrennerfahrzeug mit grad mal 20% Wirkungsgrad) pro Jahr verbraucht bei durchschnittlich 10.000 KM Jahresfahrleistung? Dann könnte man berechnen, wieviel O2 pro Jahr von den geschätzten 1,3 Mrd Otto- und Dieselmotoren (mit immer noch stark steigender Tendenz) in Stickoxide und CO2 umgewandelt wird. Und wenn man gleichzeitig noch den stark abnehmenden Regenwald berücksichtigt, und den extrem steigenden Flugverkehr, sowie die Bevölkerungszunahme würde man in etwa berechnen können, wann die Luftsauerstoffanteil in der Atmosphäre um 1% gesunken wäre. Oder wann und die Luft zum Atmen ausgeht.

  5. Auch ein Carl Sagan war zwiegespaltener Meinung bzgl. der Erwärmung durch den Treibhauseffekt. In der Wissenschaft Serie Cosmos von 1980: A Personal Voyage, warnte der Physiker Carl Sagan vor einer katastrophalen Abkühlung durch das Verbrennen und den Kahlschlag der Wälder. Er postulierte, dass die erhöhte Albedo der Erdoberfläche zu einer neuen Eiszeit führen könnte.

    Siehe Carl Sagan Cosmos Episode 4 Ice Age.

    Auf youtube wurde die Folge leider wegen Urheberrecht gesperrt.

    • Die Idee ist ja nicht falsch, denn dieser Albedoeffekt führt tatsächlich zu einer Abkühlung, auch in modernen Klimasimulationen. Nur ist dieser Effekt eben erheblich kleiner, als der der steigenden Treibhausgasmengen.

  6. @Michael Krüger

    In diesem kurzen Ausschnitt einer “Cosmos”- Folge mit dem Titel “Heaven and Hell” von 1990 gemahnt Carl Sagan im Kontext der durch fossile Brennstoffe verursachten Klimaerhitzung an die kuscheligen Klimaverhältnisse der Venus^^:

    “Carl Sagan on Global Warming”

    https://youtu.be/HQ5u-l9Je0s

    Ich persönlich fänd’s cool wenn es genau so käme, ich habe nämlich keine Nachkommen und ich kann’s kaum erwarten, auch den letzten Leugner unter Schmerzen verstummen zu sehen und ich werde es in naher Zukunft erleben 8)

  7. @Rahmstorf

    Carl Sagan hat 1979 in Science postuliert, dass die Menschen durch Landnutzung, Brandrodung, Waldschlag, Weidehaltung und Wüstenbildung die Erdalbedo maßgeblich verändert haben und damit das Klima der letzten Jahrtausende oder gar Millionen Jahre verändert haben könnten. Also eine globale Abkühlung um einige Grad herbeigeführt haben.

    http://science.sciencemag.org/content/206/4425/1363

    Weiter hat er 1979 postuliert, dass weitere solcher Änderungen seit 25 Jahren auf den Weg sind und man damit einer möglichen Erwärmung durch CO2 entgegen wirken könnte. Auch in seiner Serie Cosmos 1980 im US-TV. Die Serie wurde 1983 auch im deutschen TV ausgestrahlt. Er postulierte, dass die erhöhte Albedo der Erdoberfläche zu einer neuen Eiszeit führen könnte.

    Das war kurz bevor die Wissenschaftler eine globale Erwärmung durch CO2 als Konsens postulierten.

    • Haben Sie Sagans Paper einfach nicht gelesen oder stellen Sie es absichtlich falsch dar? Er schreibt: “EXTRAPOLATION OF PRESENT RATES OF CHANGE of land use suggest a further decline of ~1K in the global temperature by the end of the next century, at least partially compensating for the increase in global temperature through the carbon dioxide greenhouse effect, anticipated from the continued burning of fossil fuels. HOWEVER, FUTHER SUCH CHANGES ARE UNLIKELY, because virtually all the surface area of the earth will, at present rates, have been converted to high-albedo land use by then.”
      Soll heißen: unter eine extremen Annahme könnte die weitere Landnutzungsänderung zu 1 Grad Abkühlung führen und damit die CO2-bedingte Erwärmung teilweise kompensieren, aber das ist sehr unwahrscheinlich.

  8. In der sehr schön aufbereiteten graphischen Auswertung bei Bloomberg wird der Faktor “Land Use” (unter welchem auch die Änderung der Wälder berücksichtigt wird) berücksichtigt.

    Man sieht das diese “Land Use”-Änderung eine leichte Abkühlung bewirkt.

  9. s.g. Herr Rahmstorf
    Ich mache mir große Sorgen um das Klima und die rapide Klimaerwärmung!!
    Ich fürchte dass es zu Wasser und Nahrungsmittelknappheit und Waldsterben kommen wird, schon in zehn Jahren. Mir kommt vor, dass wir nach 2013 wieder in eine Phase der rapiden Erwärmung eingetreten sind! , wie vor 1998 und das ein neuer Erwärmungsplateau erreicht wird. Die permanenten Blocking Episoden, die auf den verlangsamten Jetstream zurück zu führen sind, sind beängstigend! Die regenbringenden Atlantikfronten werden regelrecht ausgesperrt durch die immer gleiche Anomalie 500mb Skandinavien, Baltikum, Osteuropa oder über Zentraleuropa. Ich verstehe nicht, warum die Öffentlichkeit nicht lauter alarmiert wird, was sich hier abspielt. Jeder Monat, jedes Jahr das weiter verstreicht ohne die Emissionen radikalt zu drücken ist eine Versündigung gegen die Menscheit. Wir machen uns schuldig den kommenden Generationen gegenüber.

  10. Das erinnert mich an einen Massenvergleich, den der damalige “Fernsehprofessor” Heinz Haber in den 70 er Jahren dem staunenden Publikum, Bleyfüsschen eingeschlossen, vorführte. In der ZDF-Wissenschaftssendung “Stirbt unser blauer Planet?” representierte damals ein massiver schreibtischgroßer Block die feste Erdmasse, darin war eine flache Schale mit Wasser eingelassen, deren Inhalt die terrestrischen Wassermassen (Weltmeere) symbolisieren sollte. Darauf legte er dann ein federleichtes Seidentüchlein ab, dessen Masse für die Atmosphäre stehen sollte. Er wollte zeigen, wie vergeleichsweise verwundbar die Atmosphäre ist, ein Manifest gegen die (damalige) Luftverschmutzung.

  11. Die Abkühlung der Thermosphäre ist mitverantwortlich für die Verlangsamung des Polarstreams und den damit einhergehenden blockierenden Wetterlagen, da der Polarstream dadurch zu mändern anfängt.

  12. Rahmstorf an Krüger vom 6. November 2018: „Haben Sie Sagans Paper einfach nicht gelesen oder stellen Sie es absichtlich falsch dar?“

    Oder Vandermone vom 26. April 2018 an Krüger (beim Forumsthema „Stärkere Belege für ein schwächeres Golfstromsystem“ vom 11. April 2018):

    „Wissenschaftliche Methodik besteht darin, dass man nicht einfach etwas behaupten kann, weil es so lustig ist, sondern es muss nachvollziehbar und vor allem schlüssig sein, d.h. es muss sich vor allem auch in bestehende Erkenntnisse einfügen. Tut es das nicht, so liegt man entweder falsch oder es müssen auch für die damit zusammenhängenden Erkenntnisse alternative oder modifizierte Erklärungen gefunden werden, so dass der Gesamtzusammenhang in sich wieder schlüssig ist. Und das gilt ebenso für Computermodelle und Szenarien, die natürlich auch in einen solchen Gesamtzusammenhang eingebettet sind.“

    „Das ist natürlich ein stetiger Prozess, aber ein einfaches “das gefällt mir nicht, das glaube ich nicht” ist da zu wenig. Wenn Sie also keine ebenso schlüssigen und wissenschaftlich nachvollziehbaren alternativen Erklärungen für die “Temperatursprünge” vorweisen können, die ebenso mit den paläoklimatischen Erkenntnissen und den physikalischen Grundlagen zusammenpassen, bleibt Ihnen wohl nichts anderes übrig, als den aktuellen Stand der Wissenschaft dazu zu akzeptieren.“

    Herr Krüger antwortet auf solche Fragen oder Feststellungen grundsätzlich nicht, das würde ihn zur Selbstreflexion zwingen! Der hat für gar nichts irgendwelche schlüssigen und wissenschaftlich nachvollziehbaren Erklärungen, nie gehabt. Mit der selektiven Informationsaufnahme und -abgabe gibt es für ihn bei ideologieverursachten kognitiven Dissonanzen bequemere Reaktionsmöglichkeiten!

  13. @Oliver Tamme
    Ich sehe es ganz genauso. Im Mai bin ich deshalb aus der SPD ausgetreten. Zur letzten OV-Sitzung nahm ich einen Globus mit, und erklärte den Genossen, die Lackschicht doppelt: das ist die Atmosphäre! Übrigens droht jetzt aufgrund des Witterungsverlaufes ein Großkonflikt zwischen Berlin und den Lausitzer Braunkohlestromern ums Wasser. Der Spreewald ist schwer gefährdet, weil die Rückhaltebecken für die schlechten Tagebauwaesser demnächst voll sind und diese nicht verdünnt werden können.

  14. @Krishna Gans
    So ganz will mir das nicht einleuchten. Die Jetstreams, die das Wetter beeinflussen, liegen in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre. Die Thermosphäre ist im Vergleich zum Medium der meteorologischen Jetstreams extrem dünn und außerdem konvektiv entkoppelt, da die gesamte Mesosphäre und große Teile der Stratosphäre dazwischen liegen. Wie also stellt sich ein Einfluss dar? Quelle?

  15. @ wolfgang richter

    Die Thermosphäre kühlt sich auch bei steigender CO² konzentration ab. Ist nicht neu. Wurde schon 1989 von R. G. Roble , E.C.Ridley und R.E. Dickinson postuliert.

    https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/JA092iA08p08745

    Siehe auch:

    https://www.researchgate.net/publication/23924485_How_will_changes_in_carbon_dioxide_and_methane_modify_the_mean_structure_of_the_mesophere_and_thermosphere

    Schauen Sie mal bei Ihrer Quelle auf den Klimaindex der Thermosphäre.
    Die Thermosphäre wird auf lange Sicht kühler, während es bei uns hier unten wärmer wird.

    MfG

  16. @ Krishna Gans

    Abgesehen davon, dass die Hauptursache für die Verlangsamung des Polarwirbels die abnehmende Temperaturdifferenz zwischen Arktis und restlicher Nordhalbkugel bleibt: Was ist die Ursache, dass sich die Thermosphäre abkühlt? Der menschenverursachte Klimawandel.

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