atw 2017-12

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atw Vol. 62 (2017) | Issue 12 ı December RESEARCH AND INNOVATION 738 Die dreifache Wirkung des CO 2 Eike Roth CO 2 in der Atmosphäre wirkt auf dreifache Weise: Es absorbiert Strahlung und fügt dadurch der Atmosphäre (Wärme) Energie hinzu, es emittiert Strahlung und führt dadurch (Wärme)Energie aus der Atmosphäre ab, beides ist für das Klima auf der Erde wichtig, und das CO 2 hat auch nicht-klimatische Wirkungen auf das Leben auf der Erde. Aus diesen Wirkungen können bei fortgesetzter anthropogener CO 2 -Freisetzung prinzipiell erhebliche Folgen entstehen. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass hinsichtlich der genauen Größe der einzelnen Effekte noch viele Fragen offen sind und die Folgen z. T. noch nicht ausreichend quantifiziert werden können. Für verantwortliche Entscheidungen wäre das aber erforderlich, insofern besteht dringender Handlungsbedarf. 1 Der Treibhauseffekt (THE) Vorab etwas Physik, damit später einige Zusammenhänge klarer werden: „Fühlbare Wärme“ ist durch Konvektion und Leitung übertragene Wärmeenergie. Alles Andere gleich gelassen, führt jegliche Zufuhr oder Abfuhr fühlbarer Wärme zu bzw. von einem Körper unmittelbar zu einer Erwärmung bzw. Abkühlung des Körpers (man fühlt die Energiezufuhr bzw. -Abfuhr). „Latente Wärme“ ist die Energie, die ein Stoff durch Phasenübergänge (z. B. flüssig in gasförmig oder umgekehrt) aufnimmt oder abgibt. Während des Phasenüberganges ändert dieser Stoff seine Temperatur nicht (man fühlt also nichts), obwohl er zur Bewältigung des Phasenüberganges Energie aus seiner Umgebung aufnimmt oder an diese abgibt. Zum Beispiel wird bei Wasserverdunstung auf der Erdoberfläche die „Verdunstungswärme“ als fühlbare Wärme der Erde entzogen, auf konstantem Temperaturniveau als latente Wärme im Wasserdampf gespeichert und mit diesem in die Atmosphäre eingebracht. Durch den Entzug der fühl baren Wärme kühlt sich die Erde dabei ab. Kondensiert anschließend der Wasserdampf (Wolkenbildung), wird – wieder auf konstantem Temperaturniveau – die latente Wärme als „Kondensationswärme“ frei und der Atmosphäre als fühlbare Wärme zugeführt. Letzteres erwärmt die Atmosphäre. In der Wirkung entspricht das insgesamt dem Übertrag von fühlbarer Wärme von der Erde in die Atmosphäre, doch erfolgt der Transport nicht per Leitung und Konvektion, sondern als latente Wärme im Wasserdampf. Bei „geeigneten“ Randbedingungen kann auf diesem Weg sehr viel mehr Wärme transportiert werden als durch Leitung und Konvektion. „Strahlungswärme“ ist durch Strah lung übertragene Wärmeenergie. Jede Absorption von Strahlung durch einen Körper bedeutet Energiezufuhr zu diesem Körper, jedes Aussenden von Strahlung von einem Körper bedeutet Energieabfuhr von diesem Körper. Alles Andere gleich gelassen, muss ein Körper sich durch jegliche zusätzliche Absorption erwärmen bzw. durch jegliche zusätzliche Abstrahlung abkühlen. Jeder Körper, der Strahlung absorbiert, sendet auch (Wärme)Strahlung aus. Die abgestrahlte Energiemenge wächst dabei mit der vierten Potenz der (absoluten) Temperatur. Bei festen und flüssigen Körpern und sehr großen gasförmigen Körpern deckt die Wärmeabstrahlung ein kontinuierliches Spektrum ab, dessen Maximum mit steigender Temperatur zu höheren Energien hin verschoben ist, oberund unterhalb dieses Maximums nimmt die Strahlungsintensität relativ rasch ab. Insbesondere strahlt die Sonne mit ca. 5800 K viel höher energetisch (also mit viel kürzeren Wellenlängen) ab als die Erde mit ca. 300 K (viel längere Wellenlängen). Bei Gasen bei den auf der Erde relevanten Mengen, Temperaturen und Drücken ist das ein klein wenig anders: 1- und 2-atomige Gase (z. B. Ar, N 2 und O 2 ) absorbieren und strahlen praktisch gar nicht und 3- und mehr-atomige Gase (z. B. CO 2 , H 2 0 oder CH 4 ) absorbieren und strahlen nur in konkreten, schmalen Energiebändern. Diese Bänder ändern sich nicht mit der Temperatur, die Abstrahlungsintensität steigt aber auch hier stark mit der Temperatur an. Wird ein Körper (egal, in welchem Aggregatzustand er ist) mit konstanter Leistung bestrahlt, stellt sich seine Temperatur so ein, dass er genau so viel Energie als Wärmestrahlung abstrahlt, wie er durch Absorption der eingehenden Strahlung erhält. Wird die eingehende Strahlung erhöht, erwärmt er sich, bis er wieder so viel Energie abstrahlt, wie er insgesamt erhält. Woher die eingehende Strahlung kommt, ist hierfür irrelevant. Gase, die optisch asymmetrisch sind, konkret Gase, die kurzwellige Strahlung (das Sonnenlicht) weitgehend ungehindert durchlassen, langwellige Strahlung (Wärmeabstrahlung von der Erde) aber zu einem erheblichen Teil absorbieren, werden definitionsgemäß als „Treibhausgase“ bezeichnet. CO 2 ist eindeutig so ein Treibhausgas, H 2 O ist ein anderes, CH 4 ebenfalls, und es gibt noch viele andere. In unserer Atmosphäre sind Treibhausgase nur in sehr geringer Konzentration vorhanden, rund 99 % der Atmosphäre bestehen aus Stickstoff, Sauerstoff und Argon, die, wie gesagt, Strahlung weder absorbieren noch aussenden. Partikel in der Luft (flüssige und feste) reagieren symmetrisch auf Strahlung, d. h. sie absorbieren nicht nur hinaus gehende Wärmestrahlung, sondern auch herein kommendes Sonnenlicht. Der letztere Effekt überwiegt klimatisch bei Weitem, sodass Partikel in der Atmosphäre die Erde grundsätzlich abkühlen. In dieser Arbeit werden sie nicht weiter betrachtet, obwohl die Stärke ihrer kühlenden Wirkung auch eine wichtige, klimarelevante Frage ist. Auch die (ebenfalls abkühlend wirkende) Reflexion hereinkommender Strahlung in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche wird hier nicht näher betrachtet. Dann eine zunächst überraschende Beobachtung: Unsere Erde ist mit etwa 15 °C angenehm warm (global und über das Jahr gemittelte bodennahe Lufttemperatur). Rechnet man mit der Stärke der Sonne, ihrer Entfernung und der Reflexion von Sonnenlicht in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche nach, müsste die Erde aber ca. -18 °C kalt sein. Das wäre sehr ungemütlich. Und die Erklärung: In der Atmosphäre der Erde sind CO 2 (und andere Treibhausgase) vorhanden. Diese Treibhausgase verändern die Sonneneinstrahlung praktisch nicht, absorbieren aber einen Research and Innovation The Triple Effect of Carbon Dioxide ı Eike Roth
Kommunikation und Training für Kerntechnik Medientraining für den starken Auftritt Seminar: Medientraining – Sicherheit im Umgang mit Journalisten und Medienanfragen Der erfolgreiche Umgang mit Medienvertretern und der Öffentlichkeit ist gerade bei stark emotional besetzten Themen wie es in Deutschland Kernenergie, Kerntechnik und Radioaktivität sind, eine Herausforderung. Kontakte und Gespräche über komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge sind dann oft erschwert. Eine professionelle Vorbereitung mit einem realistischen Training kann hierbei einen wertvollen Beitrag leisten. Seminarinhalte ı ı ı Theoretische Grundlagen zu Mediengesprächen Einführung in die Praxis des Medientrainings ı Einführung, Technik und Anwendung ı Statement ı Interview und Pressegespräch Praxistraining mit Aufzeichnung und Videoanalyse ı Das kritische Interview ı Podiumsdiskussion – Verhalten in einer Gesprächsrunde mit Publikum Zielgruppe Fach- und Führungskräfte sowie Mitarbeiter jedweden Fachbereichs in Organisationen der kerntechnischen Branche in Deutschland, die ihr Unternehmen/Institut gegenüber den Medien repräsentieren und Sicherheit im Umgang mit diesen erwerben möchten. Maximale Teilnehmerzahl 6 Personen Referent Dr. Nikolai A. Behr Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme! | Deutsches Institut für Kommunikations- und MedienTraining (DIKT) Termin 6. bis 7. Februar 2018 Tag 1: 14:30 bis 18:30 Uhr Tag 2: 08:15 bis 17:00 Uhr Veranstaltungsort Geschäftsstelle der INFORUM Robert-Koch-Platz 4 10115 Berlin Teilnahmegebühr 1.498,– € ı zzgl. 19 % USt. Im Preis inbegriffen sind: ı Seminarunterlagen ı Teilnahmebescheinigung ı Pausenverpflegung inkl. Mittagessen Kontakt INFORUM Verlags- und Verwaltungsgesellschaft mbH Robert-Koch-Platz 4 10115 Berlin Petra Dinter-Tumtzak Fon +49 30 498555-30 Fax +49 30 498555-18 seminare@kernenergie.de Bei Fragen zur Anmeldung rufen Sie uns bitte an oder senden uns eine E-Mail.
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