CLIMATE PROTECTION HARDWARE

CLICK HERE for the english version

Ganzheitliche Klimaschutzstrategie durch Eingriffe in die Wasserkreisläufe, Verdunstung und Wolken & Schutz vor Dürre und Überschwemmungen inkl.

Konzept zur Absenkung des Meeresspiegelanstiegs, der CO2-Konzentration in der Atmosphäre und der Erdtemperatur durch die weltweite Umsetzung eines regionalen Schutzes vor Dürre- und Flutkatastrophen … schützt Regionen, Deutschland und die ganze Welt.

• Wir verwandeln die steigenden Meeresspiegel in Verdunstungskälte, Wolken und Regen, – weil Wasser weltweit knapp geworden ist und unser blauer Planet gerade seine Wolken- & Eis-Albedo verliert – sind Reflektion, Weis(s)heit und Schnelligkeit gefragt.
  Mit dem Modell einer alternativen, ganzheitlichen Klimaschutzstrategie wollen wir aufzeigen, dass einige der gravierendsten Probleme des Klimawandels wie:

1. – Schnell wachsende Wüsten mit Wald- und Artensterben
2. – beschleunigter Anstieg des Meeresspiegels und der Erdtemperatur
3. – vielerorts sinkende Grundwasserspiegel, Entwässerung der Regionen und Kontinente
4. – Dürreperioden mit Temperaturrekorden und Starkregenereignissen alle mit dem Vorhandensein oder Fehlen von Wasser verbunden sind !

• Wir intervenieren mit einer ! zusätzlichen ! alternativen Klimaschutzstrategie in die großen & kleinen Wasserkreisläufe, auf den Ebenen der Flüsse und Ozeane, durch Wasser- und Regenrückhalt über den Landflächen.
• Wir kühlen die Landtemperaturen der Erde überraschend leicht mit Hilfe einer Intensivierung der Wasserkreisläufe der Erde, der Verdunstung und der Wolken.
• CO² <— raus ! … und H²O —> rein ! in die Atmosphäre… ist unsere ergänzende Strategieempfehlung an den IPCC und für Regionen und Städte auf der ganzen Welt.
• Im Prinzip eine einfache, weltweite Aufforderung an Politik, Landwirtschaft, Industrie aber auch an Privatpersonen wann- und wo-immer möglich, umfangreiche Wasserreserven anzulegen, um diese großzügig für Pflanzenwachstum, Verdunstung, Bewölkung und "Wasserkühlung" in Dürreperioden im Frühjahr und Sommer zu nutzen. DIE THEORIE:

Als erklärender Einstieg in diesen alternativen, ganzheitlichen Klimaschutz stellen sich die Fragen:

– Wie bringen wir vielerorts sinkende Grundwasserspiegel, das weltweite Phänomen der Wasserknappheit und den Anstieg der Meeresspiegel zusammen? Welche konkreten Maßnahmen und Veränderungen schützen uns in Zukunft vor Dürren, Hochwasserereignissen und weiterer Erderwärmung ?

Eine Mehrheit der Klimawissenschaftler*innen und Politiker*innen ist überzeugt:

• Der Anstieg der Meeresspiegel und Erdtemperatur ist bis zur Erreichung von Netto-Null CO2-Emissionen unaufhaltsam und auch irreversibel, …
• Dass der Mensch das Klima, Sonneneinstrahlung, Regen, Wolken und den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre nicht direkt beeinflussen kann …

Dem stellen wir uns mit unserer alternativen Klimaschutzstrategie entgegen und behaupten:

• Steigende CO²-Konzentrationen haben unbestritten einen erwärmenden Antrieb auf den Treibhauseffekt (GHE) & den Klimawandel – doch weniger globale CO2-Emissionen (selbst eine geträumte Netto-Null bis 2050) sind nicht wirklich ein kühlender, negativer Strahlungsantrieb.
• Die Erderwärmung ist nicht nur durch ansteigende Klimagaskonzentrationen verursacht, sondern überwiegend auch durch die absinkende Kühlleistung von Albedo und Verdunstung auf der Oberfläche.
• Unsere ganzheitliche Klima- Schutzstrategie kann den aktuellen, jährlichen Temperaturanstieg von ~ 0,015 ° C mit einer geringen Erhöhung der globalen Wolkenalbedo über Land von ~ 1% schnellwirkend kompensieren.
• Wasserdampf (und nicht CO2) ist und war schon immer das wichtigste & stärkste Treibhausgas und hat aufgrund der resultierenden Wolken-Albedo einen stark kühlenden Effekt auf die Erdtemperatur (-19W/m²) und stellt somit einen stark negativen, kühlenden Strahlungsantrieb dar.
• Die Absenkung des Meeresspiegelanstiegs & der Erdtemperatur stehen in direktem Zusammenhang mit der globalen Energiebilanz (GEB) und den Wasserkreisläufen der Erde.
• Nicht nur eine Absenkung der CO²-Emissionen, sondern auch ein global veränderter Umgang mit Wasser und ein verbessertes Wassermanagement sollten deshalb umgehend als Klimaschutz definiert und umgesetzt werden.
• Dass der Anstieg der Meeresspiegel, der Anstieg der Erdtemperatur, Dürre- und Hochwasser-Ereignisse allein durch einen global inszenierten und praktizierten Regen- und Wasserrückhalt und eine Umstellung von der Grundwassernutzung auf die Nutzung von Fließgewässern und Regenwasser schnellwirkend kompensiert und entschärft werden können.
• Und natürlich kann der Mensch das Klima, den Meeresspiegel und den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre beeinflussen – sonst wäre die Erde nicht in einer menschengemachten Klimakatastrophe, die bereits längst stattfindet.

Die wichtigsten positiven Effekte unserer ganzheitlichen, alternativen Klimaschutzstrategie sind:

• – stabilisierter Meeresspiegel
• – weniger Hochwasserschäden
• – bessere Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit & Niedrigwasser
• – gesicherte Ernten und landwirtschaftliches Einkommen
• – Niedrigere Wasserpreise
• – eine zusätzliche Kühlleistung von 680 kWh für das Erdreich und die Umgebungsluft im Sommer pro m³ zurückgehaltenem Wasservolumen
• – höhere Wolkenbildung insbesondere im Sommer und damit eine höhere Albedo über den globalen Landflächen mit kühlender Wirkung auch auf die globale Durchschnittstemperatur der Erde
• – Erhaltung und Verbesserung der CO²-Aufnahme der Vegetation weniger Winderosion, Artenverlust … und viele weitere ungenannte Vorteile.

Zukünftig werden viele Regionen weltweit von zunehmender Wasserknappheit durch die Erderwärmung betroffen sein. Noch fließen aber fast 50.000 km³ Süßwasser pro Jahr über die Flüsse in die Ozeane.

Unsere Klimaschutz-Strategie soll aufzeigen, dass die Menschheit leicht in der Lage ist, in einer globalen Anstrengung eine "zusätzliche" Menge Wasser (~1250 km³ = 3,4 mm jährlicher Meeresspiegelanstieg) aus den Flüssen dieser Welt und/oder entsprechende Mengen an globalen Niederschlägen über den globalen Landflächen zurückzuhalten.

Die globale Bodenfeuchte (~5500 km³), das erneuerbare Grundwasser (~625.000 km³) und tiefere Grundwasserleiter (~2.200.000 km³) sind durch menschliche Aktivitäten abnehmende Reservoire, die aufgrund ihrer Größe für einen jährlichen Zufluss von 1250 km³ bzw. 3,4 mm SLR über Jahrzehnte geeignet sind.

Die ersten größeren, menschlichen Eingriffe in den natürlichen Wasserhaushalt der Regionen erfolgten lange vor der Industrialisierung (1750) vor ~ 8000 Jahren. Mit Besiedlung, ersten Brunnen, Brandrodungen und der stetig zunehmenden Oberflächenversiegelung, Kanalisierung von Flüssen, Entwässerung von Mooren und Feuchtgebiete, Ausweitung von land- und forstwirtschaftlichen Flächen, … etc. ist die Menschheit selbst für die heutige Wasserknappheit verantwortlich. Wasserverschmutzung, Verschwendung, Übernutzung natürlicher Wasserreservoire und die daraus resultierende Wüstenbildung verschärfen diese Notlage.

Über den globalen Landflächen beträgt der durchschnittliche Temperaturanstieg seit 1750 bereits ~ 1,5 °C, was die Verdunstung (ET = Evapotranspiration) dort eigentlich um ~10 % erhöhen sollte.

Wo Wasser, auch durch die schnellere Verdunstung, aber immer knapper wird, kann immer weniger Wasser verdunsten und damit den Energietransport vom Äquator zu den Polen und von der Oberfläche in die Atmosphäre empfindlich stören und verschlechtern.

Unsere Sonne verbraucht ca. 28% (38W/m²) ihrer auf der Landoberfläche ankommenden Solarenergie (136W/m²) für den latenten, nicht temperaturerhöhenden Energietransport in die Atmosphäre.

Über den Ozeanen beträgt dieser Anteil ca. 58% (100W/m²), da die Menge an verdunstetem Wasser dort pro m² fast dreimal so hoch ist als an Land.

Dieser unterschiedliche Energietransport von der Oberfläche in die Atmosphäre erklärt auch die unterschiedlichen Erwärmungsraten von Ozeanen (+ 0,88 °C) und Landoberflächen (+ 1,56 °C). Die Ozeane bleiben aufgrund ihrer enorm höheren Wärmekapazität aber auch aufgrund der höheren Verdunstungsrate kühler, ähnlich wie die alten Tonkrüge, welche von den Römern verwendet wurden.

Wir haben das Klima seit Jahrhunderten tagtäglich beeinflusst, nicht nur durch stetig steigende CO²-Emissionen, sondern auch lange vor der Industrialisierung durch umfangreiche und massive Eingriffe in die Wasserkreisläufe. Die Verdunstung auf land- & forstwirtschaftlichen Flächen und urbanen Landflächen hat bis heute auf 72% (94 Mio. km²) der eisfreien Landfläche (130 Mio. km²) umfangreich abgenommen.

Auf 92 Millionen km² land- und forstwirtschaftlich genutzter Fläche hat die Verdunstung um bis zu 39% abgenommen,

…und führte zusammen mit 25-50% verminderter Verdunstung auf ~ 1,5 – 2 Millionen km² städtischer, versiegelter Fläche

… im Laufe der letzten Jahrtausende dazu, dass über dieser Gesamtfläche von ~93,6 Mio. km² bis heute ~ 6800 km³ / Jahr (~10% der Verdunstung über Landflächen) weniger Verdunstung stattfindet, weil Niederschläge, Bewässerungs- und Brauchwasser durch Abfluß in die Kanalisation und Flüsse zu schnell in Richtung Ozeane abfließen.

Ein solch massiver Verlust an Verdunstung auf der Landoberfläche muss sich auch in der darüber liegenden Troposphäre abbilden.

https://www.climate4you.com/ —> klick ( climate + clouds )

https://climate.metoffice.cloud/humidity.html

Die relative Luftfeuchtigkeit (RH) sinkt seit Jahrzehnten mit einem Trend von bis zu ~ -0,22 % pro Dekade. Für unsere Atmosphäre mit einem Gesamtvolumen an Wasser(dampf) von ~13000 km³ bedeutet ein Absinken der RH um 1% bei gleichbleibender Temperatur von z.B. 16°C einen Verlust von ~170 km³ an absoluter Feuchtigkeit.

Wollte man diesen Verlust ausgleichen, müßten ~ 40 x 170 km³ pro Jahr zusätzlich verdunstet werden, da die durchschnittliche Verweildauer von Wasserdampf in der Atmosphäre nur ~9 Tage beträgt. Als zusätzliche Verdunstung in einer GEB/land entspricht dieses Volumen einer Verdunstung von ~3,5W/m² bzw. 45L/m² und quantifiziert den Verlust an verdunstungsfähiger Landschaft durch veränderte Landnutzung seit ca.1948 bis heute 2022.
Die zwangsläufige Zunahme von sensiblem Wärmefluss und Bodentemperatur von insgesamt ~3,5W/m² erklärt größtenteils die Temperaturerhöhung über Landflächen in diesem Zeitraum.

Es gibt neuere Analysen der Earth Energy Imbalance (EEI).
Diese Strahlungsbilanz an der oberen Grenze der Erdatmosphäre (TOA) gibt darüber Auskunft, ob sich das Klimasystem der Erde erwärmt oder abkühlt und ist somit der wichtigste Klimafaktor im Klimageschehen

CERES-Daten messen dort in den Jahren 2000 -2020:

• einen Verlust der ausgehenden Solarstrahlung (Albedo) = 1,408W/m² (reflektiert in der Atmosphäre -0,8W/m² & reflektiert an der Oberfläche – 0,6W/m²)
• eine Zunahme der LW out TOA = 0,568W/m²
• eine geringe Abnahme der Solareinstrahlung = 0,07W/m²
• sowie eine resultierende EEI @ TOA = 0,768W/m²

Bei der Berechnung des Wolkeneffekts CRE halten wir uns strikt an die Werte der untenstehenden Graphik von Prof. M. Wild von der ETH Zürich.

Von 2000-2020 gehen wir dabei von einem Verlust der Wolkenalbedo von ~ 1,7% aus, da der Wert laut CERES-Daten für SW-Surface-Down Flux in den 20 Jahren um 0,938W/m² angestiegen ist.

(CRE / Solar absorbed surface 54W/m² x 1,7% = 0,918W/m²).

Ein Albedoverlust von 0,2W/m² durch weniger SO2 in der Atmosphäre ergänzt den Messwert von SW-Down-Surface von 0,938W/m²

Strahlungseffekt von Wolken (CRE)

Wild, M., Hakuba, MZ, Folini, D. et al. Die wolkenfreie globale Energiebilanz und abgeleitete Wolkenstrahlungseffekte: eine Bewertung auf der Grundlage direkter Beobachtungen und Klimamodelle. Clim Dyn 52, 4787-4812 (2019).                  https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-018-4413-y

Die Erdoberfläche selbst (ohne Wolken) hatte 2000 eine Albedo von ~0,140 — 2020 hatte sie noch eine Albedo von ~ 0,135.

Eine Erhöhung von SW-Surface-Down Flux von 0,938W/m² sollte also auch eine Erhöhung der Reflektion an der Oberfläche (SW-Surface-Up Flux) = ~ 0,13W/m² bewirken.

SW-Surface-Up Flux ist aber laut CERES-Daten um 0,6W/m² abgesunken – ein untrüglicher Hinweis auf die Größenordnung (~0,73W/m²) der mit Sicherheit ebenfalls gesunkenen Eis- & Schnee-Albedo sowie weiteren möglichen Ursachen für eine verschlechterte Albedo wie höhere Werte für Ozon und black carbon. .

Das See-Eis-Albedo-Feedback (SIAF) beträgt nach Stephen R. Hudson 0,1 – 0,3W/m², wird aber fast immer durch eine Zunahme an Wolkenbedeckung über den entstehenden, freien Meeresflächen überlagert oder gar kompensiert.
Zu einem ähnlichem Ergebnis kommt Aku Riihelä mit einem SIAF = +0.26 ± 0.15 W/m².

Wir tendieren aufgrund der verschlechterten Eis-Albedo durch – " black carbon " – zunehmenden Wasserflächen auf den Eisflächen – und einer sich rasant ausbreitenden Algenblüte auf den Eisflächen

eher zu einem noch höheren Wert von über 0,4W/m². Auch der weltweit auftauende Permafrost und seltener werdende Schneeereignisse bis in die mittleren Breiten und höhere Gebirgsregionen verschlechtern die Albedo der Erdoberfläche. Die verbleibenden 0,33W/m² um die Differenz zum Albedoverlust @ TOA (1,408W/m²) zu schließen, lassen sich durch höhere Konzentrationen von H2O, CH4, black carbon und Ozon in der Atmosphäre erklären.

An der Veränderung der EEI @ TOA ist es einfach zu erkennen, ob und wie stark sich die Erde erwärmt oder abkühlt. Die CERES-Daten sagen, dass sie sich im Jahr 2020 fast dreimal stärker erwärmt hat, als noch im Jahr 2000 (~0,4 –>1,17W/m²).

Nun ist es unser Anliegen, die Verdunstungsverluste und deren Klimaantrieb mittels einer GEB nachzuweisen und mit einem überzeugenden Wert darzustellen.

Die GEB von Loeb & Trenberth zeigt eine bekannte Version aus dem Jahr 2009.

Wir betrachten sie, als ob sie die GEB des Jahres 2000 wäre, und tragen die CERES-Daten 2000-2020 (weiße Ziffern) als 20-Jahres-Trends ein. So sehen wir die Entwicklung der GEB von 2000 – 2020 … unabhängig davon, ob einzelne Werte des verwendeten Klimamodels Abweichungen von der Realität aufweisen.

Betrachten wir die Bilanz an der Erdoberfläche. Im Jahr 2020 treffen hier im Vergleich zum Jahr 2000 zusätzliche +2,08 W/m² Strahlungsenergie ein (SW-Down-Surface +1,54 W/m² & LW-Down-Surface +0,54 W/m²).

In der Regel werden die ankommenden SW & LW-down-surface etwa in einem Verhältnis von ~ 4:1 über LW-Up-Surface(4) und latenter + sensibler Energieflüsse LH & SH(1) nach oben ausgeglichen. Im Jahr 2020 allerdings wird die weitere Zunahme an Energie von 2,08 W/m² fast ausschließlich über LW-Up-Surface kompensiert.

Hier wird der Wassermangel und/oder der Verdunstungsverlust auf der Oberfläche sichtbar !

Während im Jahr 2000 für LH+SH noch 104,8 W/m² zur Verfügung standen, stehen 2020 nur noch 104,11W/m² zum Ausgleich der Bilanz bereit. Wie ist das möglich ?

Der Wasser-, Verdunstungs- und Wolkenmangel auf und über der Landoberfläche ist Auslöser und Hauptverursacher der Erwärmung von 2000-2020 und erzeugt global um +0,69W/m² höhere Werte für LW-Up-Surface durch den in den 20 Jahren angestiegenen, akkumulierten Mangel von ~ 5650 km³ = 0,86W/m² latenter Verdunstung, der von den Ozeanen offensichtlich nicht mehr ausgeglichen werden kann.

BILANZ AN DER OBERFLÄCHE

incoming:

– ~ +0,94W/m² durch die gesunkene Wolkenalbedo, Aerosole,

– ~ +0,6W/m² durch sinkende Albedo der Oberfläche,

– ~ +0,54W/m² durch höhere LW-down-surface = +2,08W/m².

imbalance:

– ~ 0,768W/m² der EEI verbleiben in Ozeanen, Landflächen, Cyrosphäre und Atmosphäre = +1,31W/m².

outgoing:

Für die gemessenen LW-up-surface = 2,0W/m² fehlen noch 0,69W/m², die nur durch den Verlust an Verdunstung entstanden sein können. Das bestätigt auch der Trend 2000-2020 für die globalen Verdunstungsraten (siehe unten) von -0,86W/m² pro 20 Jahre und eine naturgemäß damit verbundene Erhöhung von +0,17W/m² für den sensiblen Wärmefluss (SH).

– Die verbesserte Durchlässigkeit der Atmosphäre für LW durch weniger Wolken (29,9W/m² x 1,7% = 0,51W/m²) widerspricht der allseits verbreiteten Theorie, dass die in den 20 Jahren beobachtete Zunahme an CO2 (+43ppm) und ein stärkerer Treibhauseffekt für die beobachtete Klimaerwärmung verantwortlich ist.

Time-series Statistics

ALL:

Statistic Type NCEP/NCAR Reanalysis I 

Evaporation Rate -------------------------------------------------     ERA5 Relative Humidity
Mean: 82.707 -----------------------------------------------------     74.7065
Standard Deviation: 0.700669 -----------------------------------       0.216812
Skewness: -1.50483 ----------------------------------------------       0.769041
Kurtosis: 2.86361 -------------------------------------------------      -0.333957
Slope*: -0.0432521 (W/m²) --------------------------------------      -0.0217081 (%)
Slope is given in units of 'per year' —>
Evaporation Rate: -0,865 W/m² per 20y -------------------------Relative Humidity: -0,434 % per 20y
"Image provided by the NOAA/ESRL Physical Sciences Laboratory, Boulder Colorado from their Web site at https://psl.noaa.gov/&#8220;. Kalnay, E. and Coauthors, 1996: The NCEP/NCAR Reanalysis 40-year Project. Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437-471.

Unsere Schätzung liegt bei +0,2 – 0,3W/m² Strahlungsantrieb für die betreffenden 2 Dekaden.

Das Ausmaß der Oberflächenerwärmung durch Solareinstrahlung und Treibhauseffekt hängt davon ab, wie stark und in welchem Verhältnis sie durch lokale Abkühlungsfaktoren kompensiert wird.

• Latente Kühlung durch Verdunstung von Wasser (Evaporation)
• Abkühlung durch den fühlbaren Austausch trockener Wärme zwischen Landoberfläche und darüber liegender Atmosphäre (Heat Flux)
• und der von der Erde ausgehenden IR-Oberflächenstrahlung (Surface Radiation)

Ohne Wasser auf der Landoberfläche wird die einstrahlende Sonnenenergie (Solar Radiation) und der langwellige Treibhauseffekt (Downward Atmosphere Radiation) ausschließlich in Erwärmung von Boden & Luft und Luftbewegung gewandelt.

Die durch stärkeren, fühlbaren Wärmestrom verursachte und mit Wasserdampf ungesättigte atmosphärische Erwärmung hemmt die Wolkenbildung und kann so zu einer weiteren Erwärmung und Austrocknung der Landoberfläche durch einen wolkenlosen Himmel führen. Ein gefährlicher Rückkopplungseffekt, der im Vergleich zum Eis-Albedo-Effekt um ein Vielfaches schneller abläuft.

Daher sind die fühlbaren Wärmeströme, die latente Evapotranspirationsenergie und die reflektierende Wolkenalbedo in den unterschiedlichen Strahlungsbilanzen von all_sky // clear_sky & land // ocean besonders wichtige Faktoren für unser Klimaschutzkonzept.

Ein großer Teil der in der gemittelten globalen Strahlungsbilanz (all_sky) mit ~82W/m² angegebenen Verdunstungsenergie wird über der Fläche von 71% Ozeanen in Wasserdampf umgewandelt und das dortige Verdunstungsvolumen nimmt mit steigenden Luft- und Wassertemperaturen etwa entsprechend der Clausius-Clapeyron-Gleichung zu. Aber über den sehr unterschiedlich feuchten 29% Landfläche relativiert die (nicht) vorhandene Bodenfeuchte bzw. das Vorhandensein oder Fehlen von Wasser das Geschehen vielerorts.

Ziel unserer alternativen Strategie ist es, die starke kühlende Wirkung von Wolken (-19W/m²) zu nutzen – und aus dem zurückgehaltenen Abfluss von Flüssen und Niederschlägen mit dem Volumen des jährlichen Meeresspiegelanstiegs (3,4mm = 1250 km ³) Verdunstung und Wolken zu erzeugen.

Eine Menge, die ~ 9L/m² Landfläche entspricht bzw. ~ 1 % des Jahresniederschlags über Land, und damit zu einer entsprechend höheren Bewölkung über Landflächen überwiegend im Frühjahr und Sommer führen soll.

Multiplikationseffekte, die dadurch entstehen können, dass die Niederschläge dieser Wolken teilweise wieder über einer Landfläche niedergehen und dort weitere Wolken gebildet werden, sind (noch) nicht berücksichtigt.

Wir berechnen daher den kühlenden Strahlungsantrieb, der durch zusätzliche Verdunstung aufgrund der Verbesserung der Wolkendecke/Albedo über Landflächen entsteht, auf etwa-0,05W/m². Dieser kühlende Strahlungsantrieb würde das aktuelle, wärmende Erdenergieungleichgewicht über Land (EEI / land) von ~ +0,05 – 0,1 W/m² halbieren oder sogar vollständig auf NULL reduzieren und zukünftige Erwärmung und Hitzerekorde mildern.

Eine entsprechende Änderung der Energiebilanz über Landflächen sieht wie folgt aus:

Durch die zusätzliche jährliche Verdunstung (+0,7W/m² = 9L/m²) verbessert sich auch der Energietransport von der Landoberfläche zur Atmosphäre um durchschnittlich 6,12KWh/m². Der Einsatz von zusätzlicher "künstlicher Bewässerung" und Rückhalte-Massnahmen mit einem jährlichen, globalen Gesamtvolumen von 1335km³ = (3,7mm SLR) kann die überwiegend durch CO² bedingte Erderwärmung über Landoberflächen mit ~ -0,75W/m² "globaler Wasserkühlung" um ca. 0,28°C/Jahr abkühlen.

Entnimmt man dieses zusätzliche Volumen aus Fließgewässern und/oder Uferfiltrat anstatt Grundwasser zu nutzen...

...ist somit auch der Meeresspiegelanstieg gestoppt !

Die dafür vorgesehenen und benötigten globalen Maßnahmen und Änderungen im Wassermanagement sind regional dann immer ein hervorragender Schutz vor Dürreperioden, aber gleichzeitig auch vor Starkregen und Überflutungen.

Bei der Annahme, dass dieses Wasservolumen (1335km³) vollständig dem globalen Abfluss entzogen und der Transpiration durch Pflanzen bzw. Grundwasserspeichern u. Bodenfeuchte zugeführt wird, entsteht ein Potential für zusätzliche CO²-Absorption von ~ 4,9 - 9,8Gt/Jahr (C3-C4 Pflanzen binden 1-2Kg Kohlenstoff/m³ Wasser).

Insgesamt ist wohl anzunehmen, dass die Biodiversität durch zusätzliche Wassermengen über Land eher profitieren wird und dem Artensterben entgegen wirkt.

Best estimates for the magnitude of the annual mean energy balance components averaged over land (upper panel) and oceans (lower panel), together with their uncertainty ranges, representing climatic conditions at the beginning of the twenty-first century. The surface thermal upward flux contains both the surface thermal emission and a small contribution from the reflected part of the downward thermal radiation. Units Wm−2

Wild, M., Folini, D., Hakuba, M.Z. et al. The energy balance over land and oceans: an assessment based on direct observations and CMIP5 climate models. Clim Dyn 44, 3393-3429 (2015).

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-014-2430-z

Jeglicher Niederschlag, der auf den Landflächen niedergeht, läßt sich aufteilen in:

Niederschlag = Verdunstung + Bodenfeuchte, Grundwasser + ober- und unterirdischen Abfluß in Flüsse und die Meere

Die Ozeane dieser Welt funktionieren ähnlich simpel, wie eine Badewanne. Sie erhalten ihren Zulauf(Wasserhahn) durch den Abfluss der Niederschläge in Flüsse (insg. 49500km³ / inkl. Grönland, Antarktis) über den Landflächen & den Niederschlag über den Meeren. Die einzigsten Faktoren, welche für den Abfluss und sinkende Meeresspiegel sorgen könnten wäre eine höhere Verdunstung über den Ozeanen, 

oder ein entsprechend geminderter Abluss der Flüsse mit dem Volumen des jährlichen Meeresspiegelanstiegs (1335km³), auf dem unsere alternative, ganzheitliche Klimaschutz-Strategie aufbaut.

Vollständig wird dieses Konzept der "globalen Wasserkühlung" , wenn diese vor den Flüssen zurückgehaltene Wassermenge überwiegend während den trockenen Perioden in Frühling und Sommer in global kühlende Verdunstung und Wolken gewandelt wird.

Wie alternativer, ganzheitlicher Klimaschutz in der Region aussehen kann, wird in der Region Karlsruhe-Süd dargestellt. Auf der Karte ist eine 3,2km lange Wasserleitung zwischen dem Ferma-See und dem Epple-See zu sehen. Der Durchmesser der Leitung beträgt ca. 50-80cm und soll in Spitzenlast bis zu 1000L/sec transportieren können. Sie verbindet 2 Baggerseen deren Wasserqualität mit "guter Badequalität" als relativ hoch gemessen wird. Eine Ausleitung von Rheinwasser, welche für den Land-/Stadt-Kreis Karlsruhe mit folgenden Parametern aufgestellt wird: 

Fläche Regierungsbezirk = ~1250km²,                                                                                                                                                                   Einwohner = ~750.000,                                                                                                                                              landwirtschaftl. Fläche = ~ 500km²,                                                                                                                                                Wald- u. Grünflächen = 700km²,                                                                                                                              bebaute, urban versiegelte Fläche  = 50km²                                                                                                     Durchschnittliches Ausleitungs-Volumen/Jahr = 13,35 Mio. m³ = zusätzlich 27L/m² für die Karlsruher Landwirtschaft in Dürreperioden.  

Mit dieser Ausleitung erfüllt der Stadt- und Land-Kreis Karlsruhe das 3fache des global geforderten Durchschnitts von 9L/m² um den Meeresspiegelanstieg zu kompensieren. Die Investitionskosten der beschriebenen Rheinwasser-Rückhalte-Massnahme wird  auf 3,5 - 7,5 Mio. € geschätzt und hochskaliert auf 125Mio. km² Landfläche mit 7,5 Milliarden Einwohnern bedeutet dies globale Gesamtkosten von geschätzten 400 - 750 Milliarden € und 10,- bis 100,-€ pro Erdenbürger für eine Infrastruktur, die auf Jahrzehnte veranschlagt und aufgebaut ist und sich mit jedem rückgehaltenem m³ Wasser, der verkauft werden kann, finanziert.

Ein ähnlich hohes Rückhalte-Potenzial von ~10,6 Mio. m³ haben die 12,5km² Dachflächen der Region mit ~850mm jährlichem Niederschlag, falls sie mit Regentonnen & Überlauf auf unversiegeltes Gelände ausgestattet sind.

Im Durchschnitt fließen jährlich ca. 49500 km³ Flusswasser in die Ozeane. 

Würde die Menschheit nun weltweit über das Jahr verteilt in allen Einzugsgebieten der Flüsse im globalen Mittel ~2,7% dieses Flusswassers zurückhalten bzw. entnehmen, um die Grundwasserspiegel und Aquiferen zu stabilisieren, wäre der Meeresspiegelanstieg allein durch den geringeren Abfluss der Flüsse gestoppt

Diese Entnahme geschieht idealerweise möglichst weit "oben" in der Nähe der kleineren Nebenflüssen, wo das Wasser noch sauber ist und eine Ausleitung durch nutzbare Höhenmeter keinen Energieeinsatz benötigt bzw. sogar ev. für Kleinwasserkraft genutzt werden kann.

Dann hätte die Menschheit vielerorts auch wieder ausreichend Wasserreserven, um die sommerlichen Dürreperioden mit künstlicher Bewässerung großzügig zu überbrücken. Durch das zusätzliche Verdunsten von Wasser über Landflächen wie Landwirtschaft, Moore und ev. Wälder, etc. wird sich die Niederschlagswahrscheinlichkeit und Wolkenbildung gerade im Sommer erhöhen und eine daraus resultierende Verbesserung der Albedo wirkt sich nun kühlend auf die Erdtemperaturen aus. Über Landflächen erzeugte Verdunstung und Wolken werden mit höherer Wahrscheinlichkeit (als über den Ozeanen) wieder über einer Landfläche als Niederschlag auftreffen und erzeugen so einen gewissen Multiplikations-Effekt.

Die wichtigsten positiven Effekte der alternativen Klimaschutz-Strategie sind:

- stabilisierter Meeresspiegel

- weniger Hochwasserschäden

- bessere Resilienz gegen Dürre bzw. Verminderung von Niedrigwasserständen

- dickere Kartoffeln und landwirt. Erträge

- niedrigere Wasserpreise

- pro entnommenen m³ Wasser eine zusätzliche Kühlleistung von 680KWh für den Boden und die Umgebungs-Luft  im Sommer

- höhere Wolkenbildung speziell im Sommer und damit eine höhere Albedo über den globalen Landflächen mit kühlender Wirkung auf die durchschnittliche, globale Erdtemperatur

- Erhaltung bzw. Verbesserung der CO²-Assimilation der Landpflanzen (1-2Kg Kohlenstoff-Bindung/m³ transpiriertes  H²O) = 4,9 - 9,8Gt CO² pro Jahr

- weniger Winderosion, Artenschwund ... u.v.a.m.

Wild, M., Hakuba, MZ, Folini, D. et al. Die wolkenfreie globale Energiebilanz und abgeleitete Wolkenstrahlungseffekte: eine Bewertung auf der Grundlage direkter Beobachtungen und Klimamodelle. Clim Dyn 52, 4787-4812 (2019).
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-018-4413-y

Ziel unserer alternativen Strategie ist es, die starke kühlende Wirkung von Wolken (-19W/m²) zu nutzen - und aus dem zurückgehaltenen Abfluss von Flüssen und Niederschlägen mit dem Volumen des Meeresspiegelanstiegs (3,4mm = 1250 km³) Verdunstung und Wolken zu erzeugen.

Eine Menge, die ~ 9L/m² Landfläche entspricht bzw. 1 -1,5% des Jahresniederschlags über Land, und damit zu einer entsprechend höheren Bewölkung über Landflächen überwiegend im Frühjahr und Sommer führt.

Multiplikationseffekte, die dadurch entstehen können, dass die Niederschläge dieser Wolken teilweise wieder über einer Landfläche niedergehen und dort weitere Wolken gebildet werden, sind (noch) nicht berücksichtigt.

Wir berechnen daher den kühlenden Strahlungsantrieb, der durch zusätzliche Verdunstung aufgrund der Verbesserung der Wolkendecke/Albedo über Landflächen entsteht, auf etwa -0,05 W/m² und Jahr. Dieser kühlende Strahlungsantrieb würde das aktuelle, wärmende Erdenergieungleichgewicht über Land (EEI / land) von ~ +0,05 - 0,1 W/m² halbieren oder sogar vollständig auf NULL reduzieren und zukünftige Erwärmung und Hitzerekorde mildern.

Eine entsprechende Änderung der Energiebilanz über Landflächen sieht wie folgt aus:

GEB / Land mit zusätzlicher Evapotranspiration von +9L/m² und Jahr

Die zusätzliche jährliche Verdunstung (+ 0,7W/m² = 9L/m²) verbessert zudem den Energietransport von der Landoberfläche in die Atmosphäre um durchschnittlich 6,12 KWh/m² pro Jahr. Der Einsatz zusätzlicher künstlicher Bewässerung und Rückhaltemaßnahmen mit einem jährlichen, globalen Gesamtvolumen von ~1250 km³ (= 3,4 mm SLR) kann die Erwärmung über Landoberflächen mit -0,7W/m² "globaler Wasserkühlung" um ca. 0,2 °C pro Jahr mindern und eine entsprechende Energiemenge in die Atmosphäre verlagern. Entnimmt man diese zusätzliche Menge den Fließgewässern und/oder Uferfiltrat statt Grundwasser zu nutzen ...

! ist damit auch der Anstieg des Meeresspiegels gestoppt !

Die geplanten und erforderlichen globalen Maßnahmen und Veränderungen im Wassermanagement sind dann immer ein hervorragender regionaler Schutz vor Dürreperioden, gleichzeitig aber auch vor Starkregen und Überschwemmungen. Unter der Annahme, dass dieses Wasservolumen (1250 km³) dem globalen Abfluss entzogen und vollständig der Transpiration durch Pflanzen oder Grundwasserreservoirs und Bodenfeuchte zugeführt wird, ergibt sich ein Potenzial für eine zusätzliche CO²-Aufnahme durch Photosynthese von ~ 4,5 - 9 Gt / Jahr (C3 -C4-Pflanzen binden 1-2kg Kohlenstoff / m³ transpirierten Wasser). Insgesamt ist davon auszugehen, dass die Biodiversität von zusätzlichen Wassermengen über Land eher profitieren und dem Artensterben entgegenwirken wird.

Beste Schätzungen für die Größe der über Land (oberes Bild) und Ozeane (unteres Bild) gemittelten Komponenten der jährlichen mittleren Energiebilanz zusammen mit ihren Unsicherheitsbereichen, die die klimatischen Bedingungen zu Beginn des 21. Jahrhunderts darstellen. Der Oberflächenwärmefluss nach oben enthält sowohl die Oberflächenwärmeemission als auch einen kleinen Beitrag des reflektierten Teils der nach unten gerichteten Wärmestrahlung. Einheiten Wm−2
Wild, M., Folini, D., Hakuba, MZ et al. Die Energiebilanz über Land und Ozeane: eine Bewertung basierend auf direkten Beobachtungen und CMIP5-Klimamodellen. Clim Dyn 44, 3393-3429 (2015).
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-014-2430-z

Jeder Niederschlag, der auf eine Landfläche fällt, kann unterteilt werden in:
Niederschlag = Verdunstung + Bodenfeuchte + Grundwasser / Aquifere + Abfluss in Flüsse und Meere

Die Pegel der Ozeane werden durch den globalen Abfluss der Flüsse mit insg. 49500km³ + Eisschmelze der Gletscher, Grönland, Antarktis + thermosterische Expansion + die Niederschläge über den Meeren versorgt.

Der einzige Faktor, den der Mensch somit direkt beeinflussen könnte, um den Meeresspiegel zu stoppen, wäre ein entsprechend reduzierter Abfluss der Flüsse mit dem Volumen des jährlichen Meeresspiegelanstiegs (1250 km³), auf der unsere alternative, ganzheitliche Klimaschutzstrategie basiert. Dieses Konzept der "globalen Wasserkühlung" wird vollständig, wenn diese Wassermenge, die vor den Flüssen zurückgehalten wird, vor allem im Sommer in global kühlende Verdunstung und Wolken umgewandelt wird.

DIE PRAXIS

Die weltweite Landwirtschaft als größter Wasserverbraucher verbraucht derzeit auf rund 50 Millionen km² (ein Drittel der globalen Landfläche) pro Jahr rund 2900 km³ Wasser zur Bewässerung. Nur auf ~ 45 % dieser landwirtschaftlich genutzten Flächen müsste die Wasserbewirtschaftung von Grundwassernutzung auf gespeichertes Regenwasser, Fließgewässer und/oder Flussfiltrat umgestellt werden, um den Anstieg des Meeresspiegels zu stoppen und Bodenfeuchte und Grundwasservorräte wieder aufzufüllen.

Neben anderen möglichen Einsparungen, Wiederaufbereitung und / oder den oben genannten Änderungen des Wasserverbrauchs in der Industrie ... ... auch globaler Niederschlag (800-850 mm) über den städtischen Gebieten (= ~ 1% der Landfläche / ~ 1,5 Millionen km²) im Durchschnitt ca. das Volumen des jährlichen Meeresspiegelanstiegs (2018) von ~ 3,7 mm = 1335 km³ = 9 mm über der globalen Landfläche. Allein Regentonnen, Zisternen oder Regenrückhaltebecken mit Überlauf auf unversiegeltes Gelände haben weltweit ein Potenzial von ca. 1-2 mm Meeresspiegelanstieg.

Das ausgeklügelte Wassermanagement einer Prä-Inka-Kultur, die bereits vor 1500 Jahren in der trockensten Wüsten der Welt (Atacama), mit "Amunas" ohne jegliche elektr. Pumpen oder anderen modernen Hilfsmittel dem Land das Wasser abgetrotzt haben, kann auf fast jede andere Region der Welt übertragen werden:

https://hidraulicainca.com/

Mögliche Entnahmestellen außerhalb der Dürreperioden aus Fließgewässern zur Wiedervernässung von Mooren, Feuchtgebieten und Wäldern mit noch größerem Gesamtpotenzial sind in der folgenden Grafik (weiß gestrichelt) exemplarisch für Österreich und die Donau dargestellt. Diese Entnahmen erfolgen idealerweise möglichst "hoch oben" in der Nähe der kleineren Nebenflüsse, wo das Wasser noch sauber ist und eine Ausleitung über nutzbare Höhenmeter keinen Energieeinsatz erfordert oder sogar für Kleinwasserkraft genutzt werden kann. Wie einfach und günstig ein alternativer, ganzheitlicher Klimaschutz in der Region aussehen kann - zeigen wir in Rheinstetten bei Karlsruhe / Deutschland.

Auf der Karte ist ein 3,2 km langer Aquädukt zwischen dem Fermasee und dem Epplesee zu sehen. Der Durchmesser der Wasserleitung beträgt ca. 50-80cm und soll bei Spitzenlasten bis zu 1000L/sec transportieren können. Er verbindet 2 Baggerseen, deren Wasserqualität mit "guter Badequalität" als relativ hoch bemessen wird. Eine Ausleitung von Rheinwasser, der für den Land-/Stadtkreis Karlsruhe mit folgenden Parametern eingerichtet wird

1. - Fläche Landkreis = ~ 1250km²,
2. - Einwohner = ~ 750.000,
3. - landwirtschaftlich. Fläche = ~ 500km²,
4. - Wald und Grünflächen = ~ 700km²,
5. - Bebaute, städtisch versiegelte Fläche = ~ 50 km²
6. - Durchschnittliches Ausleitungsvolumen / Jahr = 13,35 Millionen m³ = 423 L/Sek.
7. = zusätzliche 27L/m² für die Karlsruher Landwirtschaft bei sommerlicher Trockenheit.

Mit diesem Rückhaltevolumen erfüllt der Stadt- und Landkreis Karlsruhe das Dreifache des weltweit geforderten, regionalen Durchschnitts von 9L/m² zur Kompensation des Meeresspiegelanstiegs.

Die Investitionskosten der beschriebenen Rheinwasserrückhaltemaßnahme werden auf 3,5 - 7,5 Mio. € geschätzt. Hochskaliert auf 130 Mio. km² Landfläche mit 7,5 Mrd. Einwohnern bedeutet dies globale Gesamtkosten von geschätzten € 400-750 Mrd. und 10 bis 100 € pro Person auf der Erde für eine über Jahrzehnte aufgebaute und belastbare Infrastruktur. Jeder zurückgehaltene m³ Wasser kann verkauft werden, und finanziert damit Bau und Unterhalt.

Die ~12,5 km² Dachflächen in derselben Region haben ein ähnlich hohes Rückhaltepotential von ~ 10,6 Mio. m³ bei ~ 850mm Jahresniederschlag, falls sie mit Regentonnen & Überlauf auf unversiegeltem Gelände ausgestattet sind.

Künstliche Bewässerung und eine Erhöhung der Wolkenalbedo ist ein vom CO²-Ausstoß unabhängiges Klimaschutzkonzept, das im allgemeinen Trubel um das Klimagas CO² auf den internationalen Klimagipfeln leider leicht untergeht, unterbewertet bleibt und leider auch ist viel zu selten kalkuliert, diskutiert und umgesetzt.

- Diese Website befindet sich noch im Aufbau. -

Für erste Informationen kontaktieren Sie uns bitte:

matthias schuerle // climate protection hardware

Gartenstrasse 70

76135 Karlsruhe / Deutschland

Telefon: +49 (0) 721 82101196

E-Mail: schuerlematthias(at)gmail.com

Ganzheitliche, alternative Klimaschutzstrategie

Konzept zur Senkung des Meeresspiegelanstiegs und der Erdtemperatur & regionaler Schutz vor Dürre- und Flutkatastrophen ... schützt Regionen, Deutschland und die ganze Welt.

- mehr Texte und Grafiken für die-

Wissenschaftliche Erkenntnisse und Indikatoren, die die Grundlage unserer alternativen Klimaschutzstrategie bilden.

Auffällig ist hier eine gleichzeitige Abnahme der relativen Luftfeuchtigkeit und der Bewölkung, was durchaus mit einer generellen Zunahme der Sonnenstundenzahl und Temperatur korreliert.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2021EF002045

https://www.researchgate.net/publication/330767129_Attribution_of_Global_Soil_Moisture_Drying_to_Human_Activities_A_Quantitative_Viewpoint

https://www.researchgate.net/figure/Temporal-changes-black-line-m-m-in-area-averaged-annual-SM-anomalies-relative-to_fig1_330767129

Xihui, Gu & Zhang, Qiang & Li, Jianfeng & Singh, Vijay & Jianyu, Liu & Peng, Sun & Cheng, Changxiu. (2019). Attribution of Global Soil Moisture Drying to Human Activities: A Quantitative Viewpoint. Geophysical Research Letters. 46. 10.1029/2018GL080768.

Globale Zeitreihen der jährlichen durchschnittlichen relativen Luftfeuchtigkeit für Land (grüne Linie), Ozean (blau) und globales Mittel (dunkelblau), relativ zu 1981-2010. Die Zwei-Standard-Abweichungsbereiche für die Unsicherheit werden als Kombination der Beobachtungs-, Stichproben- und Abdeckungsunsicherheit dargestellt.

-

https://www.climate4you.com/ClimateAndClouds.htm#Clouds,%20evaporation%20and%20climate

https://www.dwd.de/DE/leistungen/zeitreihen/zeitreihen.html

-

Klicke, um auf IPCC_AR6_WGI_Chapter_07.pdf zuzugreifen

- Der 6. Arbeitsbericht des IPCC / WG1 befasst sich in Kapitel 7.2.1 mit der starken kühlenden Nettowirkung von Wolken auf die globale Strahlungsbilanz ( ~ -19W / m²).

In Kapitel 7.4.2.4.3 wird die Erwärmungsrückwirkung von Wolken auf eine Erhöhung der Erdtemperatur um 1 °C mit +0,42 Wm-2/°C begrenzt

Diese Erwärmungsrückkopplung wird hauptsächlich durch eine global niedrigere Wolkendecke (minus 2 - 2,5 %) und höhere Temperaturgradienten (Abnahme der Temperatur mit der Höhe) verursacht.

-

Klicke, um auf hess-21-779-2017.pdf zuzugreifen

- Klimamodelle schätzen die globale durchschnittliche Verweildauer von Wasser in der Atmosphäre auf ca. 8,5 - 10 Tage basierend auf ERA-Datensätze.

-

Neuere Studien zeigen den starken Einfluss von zusätzlichem oder fehlendem Wasser und Verdunstungsraten auf Wolkenbildung, Temperatur- und Strahlungshaushalt etc. in den beobachteten Regionen.

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2020.00245/full

Deutliche Auswirkungen der Landnutzung und des Landmanagements auf die Sommertemperaturen Änderungen der mittleren monatlichen Bewölkung im Sommer [in %, (A, B)] und des Gesamtniederschlags [in mm, (C, D)] aufgrund historischer Landnutzung (links) und Bewässerung (Rechts). Punktierung zeigt Signifikanz bei einem Konfidenzniveau von 95 % an.

-

Änderungen der latenten Sommerwärme [LE in W / m2, (A, B)], der sensiblen Wärme [H in W / m2, (C, D)] und der Erdwärme [G in W / m2, ( E, F )] Flüsse aufgrund historischer Landnutzung (links) und Bewässerung (rechts). Beachten Sie, dass sich die Skala der Beschriftungsleiste für G von denen für LE und H unterscheidet. Punktierung zeigt Signifikanz bei einem Konfidenzniveau von 95 % an.

Insbesondere die letzten Erkenntnisse und Grafiken von Liang Chen und Paul A. Dirmeyer untermauern unsere wasser-/verdunstungs- und wolkenbasierte Klimaschutzstrategie in der Annahme, dass zusätzliche Bewässerung und Verdunstung zu einer zunehmenden Wolkenbildung und damit erzielbaren Kühleffekten führen.

Auch wenn sich der Beitrag ausschließlich auf landwirtschaftliche Flächen bezieht, halten wir die gewonnenen Erkenntnisse definitiv übertragbar auf Wald-/Naturflächen und urbane Flächen.

© copyright: matthias schuerle / lumen-laden

© 26.09.2021 Alternative Klimaschutzhardware | Alle Rechte vorbehalten

Impressum:

Besitzer der Webseite:

Matthias Schürle / Gartenstr. 70 / 76135 Karlsruhe / Germany

Telefon: +4972182101196

E-Mail: schuerlematthias(at)gmail.com

Online-Streitbeilegung gemäß Art. Art. 14 Abs. 1 ODR-VO: Die Europäische Kommission stellt eine Plattform zur Online-Streitbeilegung (OS) bereit, die Sie unter https://ec.europa.eu/consumers/odr/ finden. Zur Teilnahme sind wir nicht verpflichtet.

Weiterführende klimawissenschaftliche Arbeiten, Texte und Graphiken zur Erläuterung von:

- globaler Entwicklung von Verdunstung, Niederschlag, Grundwasserstände und globalem Abfluß

- Nachweis und Ursachen einer global sinkenden Wolkenbedeckung

- einem besseren Verständnis unserer ganzheitlichen Klimaschutz-Strategie...

finden Sie hier als PDF zusammengefasst:

Künstliche Bewässerung, Wasser- und Regenrückhalt und eine Erhöhung der (Wolken-)Albedo ist ein von CO²-Emissionen unabhängiges Klimaschutzkonzept, welches leider im allg. Trubel um das Klimagas CO² bei den intern. Klimagipfeln leicht untergeht, unterbewertet bleibt und leider viel zu selten kalkuliert, diskutiert und umgesetzt wird.

© copyright: matthias schuerle / lumen-laden
© 26.09.2021 Alternativer Klimaschutz | Alle Rechte vorbehalten.