01Vom Luftdruck zu AirCol und AirHus

Der Luftdruck ist das Gewicht der gesamten Luftsäule über einer Fläche. Für die transparente Kommunikation wird dieser Zusammenhang auf ein leicht erfassbares Raster übertragen: 100 m² entsprechen einem Quadrat von 10 × 10 Metern. Die Werte sind globale Mittelwerte und verändern sich mit Höhe, Wetter und Luftdruck.

≈ 1'000 tGewicht der Luftsäule (AirCol, 100 m²)
≈ 640 kgdavon CO₂ bei 425 ppm
+2 mmWasseräquivalent der Zusatzlast

Die Bezugsgrösse

Vom Luftdruck zur AirCol

Das Wasseräquivalent übersetzt nicht das Volumen der Luft, sondern ausschliesslich ihren Gewichtsdruck. Die dargestellte Wasserschicht ist deshalb ein Rechen- und Anschauungsmodell. CO₂ ist in der realen Atmosphäre gasförmig und global weitgehend homogen durchmischt.
Die Atmosphäre reicht weit über die Erdoberfläche hinaus, doch der grösste Teil ihrer Masse liegt in den unteren Kilometern. Am Boden entspricht der mittlere Luftdruck ungefähr einer Last von zehn Tonnen pro Quadratmeter, leicht mehr über Meer und global egalisierend etwas weniger über Land. Über 100 m² stehen damit im globalen Mittel rund 1'000 Tonnen Luft, was gewichtsmässig einem 10 Meter hohen Wassermantel rund um den Globus entspricht.
Eine AirCol ist diese Luftsäule über einem Quadrat von 10 × 10 Metern. Die darin enthaltene CO₂-Masse lässt sich aus der Konzentration näherungsweise berechnen. Bei 280 ppm zu vorindustrieller Zeit waren es rund 420 kg CO₂; bei heute etwa 425 ppm sind es rund 640 kg. Bei diesem Spurengas ist wegen dem grossen atmosphärischen Enfluss die spezifische Gewichtsabweichung von rund 1.5 im Vergleich zum Luftgemisch in der Berechnung zu berücksichtigen. Die Molmasse von CO₂ verhält sich dabei verglichen zu Luft mit allen Teilgasen wie 44 gr zu 29 gr pro Mol.
Die zusätzliche anthropogen verursachte Masse beträgt damit etwas mehr als zweihundert Kilogramm je AirCol.

Die Masse ergibt sich aus dem Luftdruck: 101'325 Pa entsprechen 10'332 kg/m². Für 100 m² ergibt das rund 1'033'200 kg, also etwa 1'000 Tonnen. Bei einem CO₂-Anteil von 425 ppm (Massenanteil ca. 0,064 %) enthält eine AirCol rund 640 kg CO₂. Die AirCol macht atmosphärische Mengen greifbar und ist die Basiseinheit für das AirGrid.

Vom Luftgewicht zum Wasserwürfel

Von der AirCol zum AirHus

Ein AirHus überträgt die gesamte Luftmasse in das Gewicht eines Wasserwürfels mit zehn Metern Kantenlänge. In diesem Vergleich entspricht 1 ppm CO₂ etwa 1.5 kg oder einer Wasserschicht von rund 15 Mikrometern, da das spezifische Gewicht dieses Spurengases etwa 1.5 mal höher ist als vom Luftgemisch insgesamt. Der Anstieg seit vorindustrieller Zeit entspricht deshalb einer gewichteten bildhaften Schicht von gut zwei Millimetern.
Wichtig: Die «Zwei-Millimeter-Schicht» ist ein Rechenbild für Masse. CO₂ ist als Gas weitgehend in der Atmosphäre verteilt und bildet keine reale Schicht am Boden.
Abb. 1: AirCol und AirHus. Die Luftsäule über 100 m² und der gleich schwere Wasserwürfel machen die Massenordnung anschaulich. Werte gerundet, Darstellung ist ein Modell · zum Vergrössern anklicken

Zusammenfassung

Dieselbe Zusatzlast im Überblick

BlickwinkelGerundeter WertBedeutung
Konzentrationsanstiegca. +145 ppmvon 280 auf rund 425 ppm
Zusätzliche CO₂-Masse pro AirColca. 220 kgüber 100 m²
Zusätzliche CO₂-Masse pro m²ca. 2.2 kgglobales Mittel
Wasseräquivalentgut 2 mmdidaktische Massenvisualisierung

Weiterführend

Vom Quadrat zum weltweiten Raster

Die AirCol ist die kleinste Bezugseinheit. Legt man dieses Raster über die gesamte Erdoberfläche, wird daraus ein weltweites AirGrid, das zu vergleichbaren grösseren Clustern mit zurechenbaren 'Identifikaten' zusammenfügbar ist. Mehr hierzu in Kapitel 12.

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