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Thema: Diskussion: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

  1. #1
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    Standard Diskussion: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Ich habe zwei Fragen.

    1. Wenn die Energie abgestrahlt wird und dann wie im Treibhaus sozusagen auf der Erde gefangen wird und nicht zurückgestrahlt wird, welchen Einfluss haben dabei die abstrahlenden Flächen? Als Beispiel: Wenn nun 1km² in der Wüste beschienen wird und wenn 1km² Wald beschienen wird? Immerhin absorbiert der Wald inkl. der gesamten Ökologie dort das Sonnenlicht und wandelt zusätzlich CO² um.
    2. Die Gase halten die Sonneneinstrahlung und deren Energie auf der Erde. Welche Auswirkungen haben 1% mehr Sonneneinstrahlung durch Fluktuationen der Sonnenaktivität auf die Erde und das gesamte System? (um es zu verdeutlichen: Ich kann einen Schweinebraten mit konstanten 150°C braten. Wenn ich aber den Braten kontinuierlich mit 100, 140, 110, 190, 130, 140, 250°C mache habe ich eine steinharte Kruste, gar muss er aber nicht zwangsläufig sein, bedeutet, vielleicht kommt es darauf an welche Regionen mehr oder weniger reflektieren und wenn genau diese mehr Strahlung abbegommen potentiert sich die Leistung die nicht abgeführt werden kann)

  2. #2
    CO2-Produzent Benutzerbild von Schwabenpower
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Wärmeübertragung beschränkt sich nicht auf Strahlung

  3. #3
    Mitglied Benutzerbild von Differentialgeometer
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    Standard AW: Fragen zum fachlichen Infostrang zur Klimaforschung

    Eine Frage, die ich selbst noch nirgendwo beantworten konnte (kann niemand btw), die dem fachlichen Strang ein wenig vorgreift: Die zugrundeliegenden Modelle der Atmosphäre, der Ozeane etc beruhen allesamt auf der Navier-Stokes-Gleichung. Es ist noch nichts über die Existenz und Eindeutigkeit der Lösungen dieser Gleichung bekannt; bei dem kleinen Cousin der NS-Gleichung, der Eulergleichung, weiß man sogar, dass die sog. schwachen Lösungen eben NICHT eindeutig sind....
    Man kann das Paper 'A PDE view on climate modeling'* googlen, dort wird ebenfalls explizit erwähnt, dass Existenz- und Eindeutigkeitsaussagen nicht möglich sind. Für den mathematisch unbeleckten Leser: Wenn ein Lösung nicht eindeutig ist, dann ist die Vorhersagekraft einer Gleichung eingeschränkt; angenommen es gäbe eine Lösung, die zur Erwärmung führt und eine, die zu einer Eiszeit führt; dann hängt es ggfs. von den Startparamtern ab, wo ich dann am Ende der Simulation rauskomme - nicht befriedigend.

    *dort heißt es =
    2.2 Existence, Uniqueness, and Regularity
    It has been known since the 1930’s [7] that the initial value problem for the time-dependent Navier-Stokes equations has a unique smooth solution on a bounded timeinterval, given that the initial conditions are sufficiently smooth. However, extend-ing this solution for longer time would possibly present a less regular function,and this is a crucial question which is as yet unanswered: will the solution remainsmooth for all time? If an affirmative answer could be proved, the question ofuniqueness and existence would be considered resolved. If not, it would be impor-tant to have information on the the nature of the singularities, and on whether theweak solutions would be unique [7]. (A weak solution, or ageneralized solution to an ODE or a PDE is a solution who’s derivatives may not all satisfy the problembut which solves it in some precise sense made clear for a given context.)

    2.3 Long Time Behavior
    And what happens when t → ∞, for the time-dependent Navier-Stokes equations? As explained in [7], if the given forces and boundary values of the velocity aresmall then there exists a unique stable stationary solution and the time-dependentsolution converges to it as t → ∞. But when the forces grow larger, we understandfrom physical evidence and knowledge of offsets and bifurcations due to chaos, thatas t → ∞, the solution often tends to a time periodic one or to a more complicatedattracting set, in which case the long time behavior of the solution (representing a”permanent” state) could appear chaotic. This is known to occur even in simpledynamical systems of finite dimension, as is discussed in the following section.

    2.4. Instability of Solutions
    Nonlinear deterministic equations, such as the Navier-Stokes equations, havebeen found to exhibit irregular and unexpected behaviour. In 1963, the mathematician E. N. Lorenz produced a simple, nonlinear mathematical model of a weathersystem that would generate nonperiodic weather patterns, which was a cuttingedge idea at the time. He worked on an early personal computer, the Royal-McBeeLGP-30, to perform his computations. Despite its computing power being comparable to a modern pocket calculator, it was capable of solving a set of weatherequations involving around a dozen variables, time step by time step, printing outthe results every ten seconds. When tweaking the inserted values, he came uponthe nonperiodic patterns he sought.Apparently, a dynamical system with no explicit randomness or uncertainty tobegin with, would after a few time steps produce unpredictable motion with onlythe slightest changes in the initial values. Seen how even the Lorenz equations (asthey have become known over time) present chaotic traits, one can just imagine to what (short, presumably) extent the Navier-Stokes equations on a grid with a million points would be predictable. As previously mentioned, this is the reason whyatmospheric models of today use a number of simplifying assumptions, linearizations and statistical methods in order to obtain more well-behaved systems. Theremainder of this section will provide a sketch of ideas concerning the unpredictablebehavior of solutions to deterministic equations reacting to slightly varying initialconditions.
    Geändert von Differentialgeometer (10.09.2020 um 08:16 Uhr)



  4. #4
    HPF Server - Administrator Benutzerbild von Klopperhorst
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von Süßer Beitrag anzeigen
    ... die Temperatur des Erdkerns ist höher als die der Sonne. ...
    Der Erdkern ist so heiß wie die Sonnenoberfläche. Natürlich ist er nicht heißer als das Innere der Sonne.

    ---
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  5. #5
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von Differentialgeometer Beitrag anzeigen
    Steht bereits in Beitrag #4. Schredder einen anderen Strang.
    Nein, da ist nur Wärmeübertragung von Sonne zu Erde betrachtet

  6. #6
    Mitglied Benutzerbild von ganja
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    Standard AW: Fragen zum fachlichen Infostrang zur Klimaforschung

    Ich würde im ersten Beitrag des anderen Strangs einen Link zu diesem Thema platzieren. Dann ist gleich ersichtlich, wo der Platz für Fragen und Diskussionen und wo der Platz für Informationen und Quellen ist.

    Ansonsten spannende Sache. Ich werde mich da mal reinlesen und sicher noch einiges lernen

  7. #7
    Mitglied Benutzerbild von Differentialgeometer
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    Standard AW: Fragen zum fachlichen Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von ganja Beitrag anzeigen
    Ich würde im ersten Beitrag des anderen Strangs einen Link zu diesem Thema platzieren. Dann ist gleich ersichtlich, wo der Platz für Fragen und Diskussionen und wo der Platz für Informationen und Quellen ist.

    Ansonsten spannende Sache. Ich werde mich da mal reinlesen und sicher noch einiges lernen
    Vielen Dank.



  8. #8
    Mitglied Benutzerbild von Differentialgeometer
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von Schwabenpower Beitrag anzeigen
    Nein, da ist nur Wärmeübertragung von Sonne zu Erde betrachtet
    Ja und?! Wenn ich genau das beschreiben will; das Klima ist nun mal in erster Linie von der Sonne abhängig.... Liest Du auch ab und zu die Stränge?!



  9. #9
    The box. You opened it. Benutzerbild von Schaschlik
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von Differentialgeometer Beitrag anzeigen
    Ja und?! Wenn ich genau das beschreiben will; das Klima ist nun mal in erster Linie von der Sonne abhängig.... Liest Du auch ab und zu die Stränge?!
    Die Sonne hat sicher Einfluss auf das Klima, es gibt aber andere, sehr gewichtige Faktoren. Der Einfluss der Atmosphäre ist m.E. größer als der, der Sonne. Vergleich Merkur, Venus, Erde. Nach Sonneneinstrahlung müsste Merkur am heißesten sein. Ist er aber nicht, da er faktisch keine Atmosphäre besitzt. Venus dagegen ist die Hölle, obwohl sie nicht so nah wie Merkur an der Sonne ist.

    Dass andere Faktoren großen Einfluss haben, sieht man auch daran, dass die Neigung der Erdachse mehr ausmacht (Sommer, Winter), als die Entfernung Erde - Sonne (elliptische Bahn).
    Ich mag schizophren sein, aber wenigstens habe ich einander.

  10. #10
    Mitglied Benutzerbild von Differentialgeometer
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    Standard AW: Fachlicher Infostrang zur Klimaforschung

    Zitat Zitat von Schaschlik Beitrag anzeigen
    Die Sonne hat sicher Einfluss auf das Klima, es gibt aber andere, sehr gewichtige Faktoren. Der Einfluss der Atmosphäre ist m.E. größer als der, der Sonne. Vergleich Merkur, Venus, Erde. Nach Sonneneinstrahlung müsste Merkur am heißesten sein. Ist er aber nicht, da er faktisch keine Atmosphäre besitzt. Venus dagegen ist die Hölle, obwohl sie nicht so nah wie Merkur an der Sonne ist.

    Dass andere Faktoren großen Einfluss haben, sieht man auch daran, dass die Neigung der Erdachse mehr ausmacht (Sommer, Winter), als die Entfernung Erde - Sonne (elliptische Bahn).
    Das ist alles richtig. Es ging aber spezifisch um den Energieübertrag von der Sonne zur Erde; und da kommt halt nur Strahlung in Frage, da es nun mal dazwischen nur Vakuum gibt.



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