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Venusatmosphäre
Zusammenfassung:
Die hohe Oberflächentemperatur der Venus wird oft als Beweis für die Klimawirksamkeit des CO2 angeführt. Eine kurze
Überlegung und eine einfache Rechnung deutet auf eine andere Ursache der hohen Oberflächentemperatur der Venus hin: die adiabate Kompression,
die die Venusluft erfährt, wenn sie von der Hochatmosphäre in Bodennähe gerät.
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Vorbemerkung:
Sehr oft wird die Venusatmosphäre als Modell für einen Treibhauseffekt genannt, wie z.B. in Franz Alts Buch "Die Sonne schickt uns keine
Rechnung", S.36 Mitte:
Was der Treibhauseffekt bewirkt, zeigt unser strahlender Nachbarplanet Venus. Dort herrschen Temperaturen von 480 Grad Hitze [Eigentlich: 480° Celsius
A.U.]. Die dichte Gashülle um die Venus besteht zu 97 % aus Kohlendioxid. Das Sonnenlicht durchdringt den Wolkenmantel der Venus und erzeugt auf dem
Planeten Wärme. Doch das Kohlendioxid verhindert die Abstrahlung der Wärme in den Weltraum. Das Ergebnis ist eine mörderische,
lebensfeindliche Temperatur. Trotz ihres verheißungsvollen Namens: Die Venus ist ein abschreckendes Beispiel, das uns zeigt, wohin die Reise geht,
wenn wir weiterhin ungehemmt CO2 aus fossilen Brennstoffen freisetzen.
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Haben Sie einmal die Venus durch ein Teleskop betrachet? Während man beim Mars sogar mit einem kleinen Teleskop Bodenmerkmale sehen kann und
Satelliten aus dem Orbit mittlerweile kleinste Details auf dem Marsboden erkennen, sieht man bei der Venus nur eine weiße Wolkenschicht.
Das Sonnenlicht "durchdringt den Wolkenmantel der Venus" nicht, sonst würde das Licht "den Wolkenmantel der Venus" auch in Richtung Erde
"durchdringen" und man sähe Oberflächenmerkmale. Das Licht kennt keine Einbahnstraßen. Der irdische Treibhauseffekt wird damit
erklärt, daß sich der Erdboden durch die Sonnenstrahlung erwärmt und daher Infrarotstrahlung abgibt. Das ist auf der Venus so nicht
möglich.
Der Strahlungsaustausch passiert dort in der Hochatmosphäre. Läßt sich die hohe Temperatur des Venusbodens einfach dadurch
erklären, daß Venusluft, die an der Wolkenobergrenze eine bestimmte Temperatur hat, beim Transport nach unten durch den hohen Druck
erwärmt wird (adiabate Kompression)? Das hier vorgestellte Programm soll diese Frage klären.
Umgang mit dem Programm
Um aus hier gegebene Programm zum Laufen zu bringen sollte man wie folgt vorgehen:
- Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie dieses Programm laufen lassen wollen.
- In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Quellcode-Dateien, d.h. die python3-Dateien "venus_temperatur_haupt.py", "steuer.py", "einlese.py", "rechner.py" und "ausgabe.py" sowie die
Eingabedatei "co_2_cp_elsner.dat" und die Steuerdatei "steuer.txt" in Ihrem Verzeichnis.
Am einfachsten ist es, das *.tar-Archiv herunterzuladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das Archiv enthält die Quelldateien und die Dokumentation des Programms als *.pdf sowie die
Eingabedatei "co_2_cp_elsner.dat" mit den Wärmekapazitäen des CO2. Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also
"." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen die Dateinamen von "venus_temperatur_hauptpy" in "venus_temperatur_haupt.py","steuerpy" in "steuer.py","einlesepy" in "einlese.py",
"rechnerpy" in "rechner.py" und "ausgabepy" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung
beim Anklicken
ausgibt. Im *.tar-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
- Dann öffnen Sie ein Konsolenfenster in diesem Verzeichnis (rechter Mausklick im
Fenster des Verzeichnisses, dann "Terminal hier öffnen" klicken).
- Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl
clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
- In der Konsole wird das Programm mit python3 venus_temperatur_haupt.py gestartet. Es erscheinen die Steuerdaten.
- Nach einem Klick auf den "weiter"-Button unten erscheinen die weiteren Eingabedaten.
- Nach einem Klick auf den zweiten "weiter"-Button berechnet das Programm den Temperaturverlauf in der Venusatmosphäre gegen den Druck, der der Höhe entspricht.
Die Ergebnisse werden auf dem Bildschirm angezeigt und in die Ausgabedatei geschrieben, eine Graphik wird erstellt und gespeichert.
- Ein Klick auf das Kreuz rechts oben über der Graphik läßt diese verschwinden und eine äquivalente Graphik mit einer Celsiusskala erscheinen.
- Klckt amn wieder auf das Kreuz rechts oben über der Graphik, so wird das Programm beendet.
Die Werte in der Datei "co_2_cp_elsner.dat" stammen aus dem sehr empfehlenswerten Buch von Norbert Elsner und Achim Dittmann "Grundlagen der Technischen
Thermodynamik", Band 1, S.186.
Das Buch ist sehr lesenswert, schon aufgrund der Erklärung des Entropiebegriffs und des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik auf den Seiten 86 ff
(Carathéodorysches Unerreichbarkeitsprinzip).
Leider wird es nicht mehr aufgelegt,
es ist aber noch bei Amazon zu bekommen.
Das Programm gibt folgende Graphiken aus:
Temperatur in Kelvin
Temperatur in °Celsius
Man sieht, daß die Temperatur die hohen Werte erreicht, ohne daß ein Treibhauseffekt gebraucht wird.
Zum Vergleich findet man im Netz "Auf die schnelle":
- Wikipedia-Artikel über die Venus
- Eine dem Wikipedia-Artikel über die Venus beigefügte Graphik
- Offenbar eine ältere Wikipedia-Graphik
Alle Quellen sind nicht befriedigend, da z.B. für das Bezugsdruckniveau von 92 bar mehrere Temperaturen ergeben:
1 | 710 K (437 °C) | 737 K (464 °C) | 770 K (497 °C) |
2 | > 500 °C (> 773 K) | | ">" ,da die Graphik nur bis 90 bar reicht, statt bis 92 bar |
3 | 730 K | 750 K | da es in der Graphik zwei Kurven gibt |
Natürlich haben Wetterdaten auf der Venus eine Bandbreite, wie auf der Erde auch.
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