Um aufzuzeigen, dass die Erdalbedo so überaus wichtig für die Erderwärmung ist und wie die einzelnen in der Natur vorkommenden Farben im Zusammenhang mit der Hellempfindlichkeit des Auges mit dem Sonnenlicht interagieren, habe ich ein kleines Experiment entwickelt, das mit ein wenig Aufwand und wenig Geld ein aussagekräftiges Ergebnis liefern kann, d.h. es ist unter den gleichen Rahmenbedingungen reproduzierbar.
Wir brauchen folgende Materialien:
- 5 Frischhaltedosen mit Kunststoffdeckel 0,75l (Kosten € 2,00 für 6 Stck.)
- 5 Minithermometer mit LCD-Anzeige und Kabelsensor (€ 10,00 incl. Versand)
- 5 Messingröhrchen (Innen-Ø passend zum Kabelsensor) 75mm x Ø5mm (ca. € 3,00 p.mtr)
- 5 3D-Druck-Abstandhalter (optional, damit Sensorenabstand immer gleich ist)
- 4-5 versch. Pigmentfarben matt (schwarz, weiß, grün, rot, und/oder evtl. blau)
- Luft (noch kostenlos) 🙂
Nachdem man aus der Messingrohr-Meterware die Röhrchen abgesägt und sorgfältig entgratet hat, je gleicher die Längen sind, umso vergleichbarer sind die Ergebnisse, muss man diese in die Frischhaltedosen möglichst luftdicht einpassen. Das funktioniert mit einem scharfen Bohrer des gleichen Durchmessers wie die Röhrchen sind recht gut. Man muss darauf achten, dass die Löcher an allen Dosen an der gleichen Stelle sind, evtl. mit einer Schablone anzeichnen.
Die Enden der Röhrchen werden nun möglichst zugelötet oder mit etwas Klebeband verschlossen. Dadurch sitzen die Thermometer-Sensoren im Röhrchen immer an der gleichen Stelle.
Wenn man Abstandhalter hat, können diese nun mit den Röhrchen im Behälter möglichst in der Mitte angebracht werden, evtl. mit doppelseitigem Klebeband am Boden befestigen. Es ist wichtig, dass die Röhrchen in allen Behältern gleich ausgerichtet sind.
Das Ergebnis sollte nun so aussehen:
oder
Beim Einfärben der Deckel ist darauf zu achten, dass die Farben möglichst satt, matt, opaque und von gleicher Qualität sind. Denn diese sollen ja das Sonnenlicht absorbieren und die Deckel sich nur durch die Farbe unterscheiden. Ich benutzte selbst angerührte Farbe, bestehend aus Farbpigmenten und (transparent trocknender) Acrylemulsion.
Nach dem Trocknen der Farben ist das Experiment einsatzbereit.
Auf jede Dose kommt ein eingefärbter Deckel. Ich habe absichtlich 2 Deckel mit gleicher Farbe verwendet, um zu sehen, wie vergleichbar die Thermometer die Temperatur anzeigen.
Die Sensoren werden von außen durch die Röhrchen bis zum Anschlag eingeschoben.
Die Luft ist in den Dosen eingefangen und erwärmt sich entsprechend, wenn man die Dosen nebeneinander in die Sonne stellt. Das beste Ergebnis bekommt man, wenn die Sonne ziemlich senkrecht von oben auf die Dosen scheint, damit man Effekte durch eventuelle Unterschiede in der Mattigkeit der Farben ausschließen kann.
Das Foto zeigt die Situation am 05.08.2023 um 13:26 Uhr bei leicht bewölktem Himmel. Die Dosen befanden sich schon einige Minuten in der Sonne:
Man sieht nun, dass
- die Thermometer der beiden schwarzen Dosen mit 33,0°C und 33,3°C ziemlich genau die gleiche Temperatur anzeigen,
- die weiße Dose mit 25,4°C bei weitem am kühlsten ist, die schwarzen mit ca 33,1°C am heißesten,
- und die gleich hell erscheinenden grüne und rote Dosen ziemlich unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Wie aufgrund der Hellempfindlichkeit nicht anders zu erwarten ist die grüne Dose mit 31,9°C (fast) so warm wie die schwarze, und die rote Dose mit 28,8°C um einiges kühler.
Somit ist experimentell erwiesen, dass das menschliche Auge die Farben unterschiedlich wahrnimmt und die von grüner Vegetation bedeckte Erdoberfläche die darüberliegende Luft mehr erwärmt als man aufgrund der subjektiven Helligkeits-Wahrnehmung erwarten würde.
Eine Welt, die „ergrünt“, wird immer wärmer!
Nachtrag:
Wie als Bestätigung für das Experiment fand sich ein Zeitungsartikel im St. Galler Tagblatt mit dem Titel:
Auch ein Kunstrasen braucht Wasser: Sonst drohen den Spielern Verbrennungen
Darin wird beschrieben, warum auch ein wunderschön grüner Kunstrasenplatz im Sommer gewässert werden muss und wird, obwohl nebenan Golfplätze und Rasenflächen verdorren und braun werden.
Der Grund ist die Temperatur der Rasenoberfläche: Der Platzwart hatte gemessen, dass bei über 30°C Lufttemperatur und Sonnenschein der Rasen über 60°C heiß werden kann und dadurch bei den Spielern zu Verbrennungen führt. Deshalb wird (nur) vor Trainingseinheiten und Spielen der Rasen gewässert und dadurch gekühlt. Was für die Spieler gut sein mag, ist für die Schweizer Gletscher schlecht. Denn die Wärme, die auf dem „grünen“ Rasen entsteht, wird mittels des „Kühlwassers“ in die angrenzenden Berge getragen und dort wieder freigesetzt.
Ein brauner vertrockneter Rasen ist bei weitem nicht so heiß und durch das fehlende Verdunstungswasser bleibt diese verträgliche Sommerwärme an Ort und Stelle.
Sorgt man nun dafür, dass alle anderen Rasen durch Bewässerung auch grün blieben, so würde sich auch dort eine entsprechende Wärme „bilden“, die dann mit dem verdunsteten Wasser in die Berge entfleucht. Rasen grün zu erhalten schadet somit dem Schutz der Permafrostböden in den Alpen. Das gilt natürlich auch und noch viel mehr für die viel zu dichten Wälder!