Prof. Joseph Fourier (1768 - 1830)
Französischer Mathematiker und Physiker
Fourier erläutert die Temperaturverhältnisse im Erdinneren und beschreibt den Einfluss von Sonne und Atmosphäre auf oberflächennahe Erdschichten. In einem Gedankenexperiment ersetzt er die Zwischenräume der mehrschichtigen Glasabdeckungen des Versuchsaufbaus von Horace-Bénédict de Saussure durch ein Vakuum und verdeutlicht damit das Zusammenwirken von Konvektion, Absorption und Abstrahlung. Ungeachtet eines Verzichts auf Begrifflichkeiten werden die Unterschiede zwischen dem reinen Glashauseffekt und dem atmosphärischen Treibhauseffekt durch weitere Gedankenexperimente beschrieben. Schätzungen von Temperaturen und Zeiträumen treffen nicht immer den Wissensstand des 21. Jahrhunderts, vermitteln aber dennoch eine sehr gute Vorstellung von den Größenordnungen.

Die Fachpublikation wurde 1824 in "Annales de chimie et de physique" und 1827 in "Schriftsätze der Königlichen Akademie der Wissenschaften des Institut de France" veröffentlicht . Die letztgenannte Quelle diente uns als Übersetzungsvorlage.
Prof. John Tyndall (1820 - 1893)
Englischer Naturwissenschaftler
Aktuell nur Original-Scan.
Textdigitalisierung und Zusammenfassung in Kürze.

Die Fachpublikation wurde 1861 in "The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science" und im selben Jahr in deutscher Übersetzung in "Annalen der Physik und Chemie" veröffentlicht.
Wir haben uns darauf beschränkt, nur die letztgenannte Quelle als Scan und zusätzlich in einer digitalen Textform zur Verfügung zu stellen. Erstgenannte Quelle ist am Ende der Seite verlinkt.
Prof. Samuel Pierpont Langley (1834 - 1906)
Amerikanischer Astrophysiker
Aktuell nur Original-Scan.
Übersetzung und Zusammenfassung in Kürze.

Die Fachpublikation wurde 1890 in "The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science" veröffentlicht.
Prof. Svante Arrhenius (1859 - 1927)
Schwedischer Physiker, Chemiker und Nobelpreisträger
Arrhenius beschreibt die Experimente und Forschungsergebnisse von Prof. Langley über die atmosphärische Absorption, erklärt die Möglichkeiten zur Korrektur von vermuteten Messungenauigkeiten und erläutert Berechnungsformeln zur Bestimmung des Einflusses von Albedo, Wolken und geografischer Lage. Auf Basis der Forschungen weiterer Wissenschaftler errechnet Arrhenius unter Berücksichtigung des Absorptionsverhaltens der Atmosphäre sowie der Rückkopplungseffekte durch Albedo und Bewölkung die Temperaturveränderungen bei unterschiedlichen Kohlendioxidkonzentrationen. Die von ihm berechnete Klimasensitivität übersteigt die aktuellen (2019) - durch Computersimulation ermittelten - Annahmen um ca. 40%.

Die Fachpublikation wurde 1896 in "The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science" veröffentlicht.
Ångström erklärt das Absorptionsverhalten von Wasserdampf und Kohlensäure bezogen auf die Infrarotstrahlung im Sonnenlicht und erstellt auf Basis experimentell gefundener Absorptionsbänder und theoretischer Berechnungen grafische Darstellungen der Energieverläufe. Bezogen auf die Erdwärmestrahlung schließt er aus den Messergebnissen eines Versuchs, dass die Gesamtabsorption der atmosphärischen Kohlensäure maximal 16% beträgt und eine Änderung des Kohlensäuregehalts nur einen sehr geringen Einfluss auf die Temperatur nehmen kann. Abschließend erläutert Ångström seine ablehnende Meinung über die Berechnungen und Annahmen von Svante Arrhenius, die er als fehlerhaft bezeichnet, da sie überlappende Absorptionsbänder von Wasserdampf und Kohlensäure nicht berücksichtigen, zum großen Teil auf unscharfen spectrobolometrischen Untersuchungen von Professor Langley basieren und nicht mit seinen Erkenntnissen übereinstimmen.

Die Fachpublikation wurde 1900 auf Deutsch in "Annalen der Physik " veröffentlicht.
Prof. Svante Arrhenius (1859 - 1927)
Schwedischer Physiker, Chemiker und Nobelpreisträger
Arrhenius führt Absorptionsexperimente mit Kohlensäure aus, deren Ergebnisse seine bisherigen - auf spektrobolometrische Beobachtungen beruhenden - Berechnungen tendenziell untermauern und eine Präzisierung der kalkulierten Klimasensitivität ermöglichen. Die Versuche ähneln denen von Professor Tyndall, der die Wärmestrahlungsabsorption zahlreicher Gase bei unterschiedlichen Drücken gemessen und durch Extrapolation die atmosphärischen Verhältnisse abgeschätzt hat. Die Messergebnisse zeigen eine große Übereinstimmung, weichen teilweise aber von Ångströms Untersuchungen ab. Arrhenius erläutert, dass überlappende Absorptionsbänder von Kohlensäure und Wasserdampf keine große Rolle spielen, da die Wirkung der Kohlensäure erst in großen, nahezu wasserdampffreien Höhen signifikant wird und mit zunehmender Schichtdicke neue Absorptionsbänder erkennbar würden. Er erklärt, dass die Berechnungsweisen von Ångström auf unrichtigen Prinzipien begründet sind und selbst unter der Annahme, dass Ångströms Einschätzung über das Absorptionsvermögen der Kohlensäure (maximal 16%) richtig wäre, sich ein erheblicher Einfluss auf den Wärmehaushalt der Erde ergäbe. Arrhenius merkt an, dass Ångström in früheren Abhandlungen den Einfluss der Kohlensäure massiv überschätzt hat, jetzt zum entgegengesetzten Extrem gelangt ist, aber das richtige Verhalten nicht trifft.

Die Fachpublikation wurde 1901 auf Deutsch in "Annalen der Physik " veröffentlicht.
Ångström berichtet über neue Experimente, bei denen er eine Abhängigkeit des Absorptionsvermögens von der Gasdichte feststellt. Unter anderem vergleicht er die Absorption der Strahlung einer 300° C. Wärmequelle beim Durchgang durch ein Rohr von 4 m Länge, das mit CO₂ von atmosphärischem Druck gefüllt wurde, mit der Absorption durch ein Rohr von 1 m Länge mit CO₂ von 4 Atm. Druck. Obwohl bei dieser Anordnung die gleichen Mengen an Gasteilchen durchstrahlt werden, lässt sich eine Reduzierung der Absorption bei Druckverminderung messsen. Auf Basis der ermittelten Daten errechnet Ångström einen Korrekturfaktor von 3,5% pro Atmosphäre, den er auf die von Arrhenius mit einer -80° C. Strahlungsquelle gemessenen CO₂ Absorption von 22% (bei Rohrlänge 0,5m und 7 Atm. Druck) anwendet. Er sieht damit seine bisherige Annahme, dass maximal nur 16% absorbiert werden, bestätigt. Mit Verweis auf diesen Sachverhalt spielt er Arrhenius Argument der "unrichtigen Prinzipien" zurück. Auf die übrigen Ausführungen von Arrhenius geht Ångström nicht weiter ein.

Die Fachpublikation wurde 1901 auf Deutsch in "Annalen der Physik " veröffentlicht.
Prof. Svante Arrhenius (1859 - 1927)
Schwedischer Physiker, Chemiker und Nobelpreisträger
Arrhenius stellt Erkenntnisse aus der Fachpublikation "Über das langwellige Absorptionsspektrum der Kohlensäure" von Professor Heinrich Leopold Rubens und E. Ladenburg vor, in der unter anderem auf Basis genauerer und dem aktuellen Wissensstand angepasster Experimente eine Analyse der unterschiedlichen Einschätzungen von Ångström und Arrhenius über das CO₂-Absorptionsvermögen beschrieben wird. Er hebt hervor, dass seine Annahmen bzgl. der CO₂-Absorption unter atmosphärischen Bedingungen weitestgehend bestätigt werden und Ångströms Untersuchungen aufgrund ungeeigneter Strahlungsquellen mit zu hohen Temperaturen nicht ohne Weiteres auf atmosphärische Verhältnisse übertragbar sind. Auf Basis der aktuellen Wissenslage sieht Arrhenius seine 1901 aktualisierten Berechnungen zur Klimasensitivität annähernd bestätigt und prognostiziert, dass künftige Forschungsfortschritte zu Präzisierungen im Bereich von +/- 30% führen werden. Abschließend bekräftigt Arrhenius seine bisherige These, dass ein starkes Absinken des atmosphärischen CO₂-Gehalts höchstwahrscheinlich zu einer Eiszeit führen kann und erläutert, warum ein alternatives Erklärungsmodell von Damian Kreichgauer unwahrscheinlich ist.

Die Fachpublikation wurde 1906 auf Deutsch in "Meddelanden från K. Vetenskapsakademiens Nobelinstitut" veröffentlicht. Die Studie von Professor Rubens ist am Ende des Textes unter "Fundstellen" verlinkt.
Ångström ergänzt seine Forschungen über die Dichteabhängigkeit der Gasabsorption durch weitere Experimente und erkennt, dass sich die zuvor beschriebene Absorptionsabschwächung bei Dichtereduzierung durch Volumenvergrößerung vollständig kompensiert, wenn der ursprüngliche Druck durch Beimischung ansonsten nicht absorbierender Gase wiederhergestellt wird. Obwohl dies den atmosphärischen Bedingungen am ehesten entspricht, hält Ångström die neuen Erkenntnisse für theoretische Schlussfolgerungen noch für ungenügend, publiziert aber wegen der fundamentalen Bedeutung vorab die wichtigsten Kernsätze.

Die vorläufige Mitteilung wurde 1908 in der schwedischen Mathematikzeitschrift "Arkiv für Mathematik, Astronomie och Fysik" und im selben Jahr als Abdruck davon in "Naturwissenschaftliche Rundschau" publiziert.
Prof. Robert William Wood (1868 - 1955)
Amerikanischer Physiker
Wood verdeutlicht mit einem einfachen Experiment, dass der Effekt (Temperaturerhöhung) des atmosphärischen Treibhauses (Erde, Ursache: Verschiebung des Temperaturgradienten durch Absorption) vernachlässigbar gering ist gegenüber dem Effekt (Temperaturerhöhung) des gärtnerischen Treibhauses (Glashaus, Ursache: Konvektionsunterdrückung). Was in Fachkreisen vermutlich eher als Bestätigung einer Binsenweisheit wahrgenommen wurde, vermittelte dem breiten Publikum einen wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn, da es in der damaligen Zeit ein weit verbreiteter Irrtum war, mit dem nicht näher spezifizierten Oberbegriff "Treibhauseffekt" automatisch den Glashauseffekt zu assoziieren. Wood weist daher auch explizit darauf hin, dass seine Ausführungen lediglich der Klarstellung dienen sollen und er sich ansonsten nicht näher mit der Thematik befasst hat.

Die Anmerkungen wurden 1909 in "The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science" publiziert.
Dr. Anders Knutsson Ångström (1888 - 1981)
Schwedischer Physiker und Meteorologe
Anders K. Ångström erzählt von einer abenteuerlichen Expedition auf die höchsten Berge Kaliforniens, die er und weitere Wissenschaftler zwecks Vermessung der atmosphärischen Strahlung unternommen haben. Er beschreibt die verwendeten Messgeräte und erklärt mathematische Formeln zur Berechnung der atmosphärischen Rückstrahlung. Auf dem Mount Whitney beobachtet das Forscherteam die relativ hohe Kohlendioxidstrahlung der oberen Atmosphärenschicht (ca. 50% eines Schwarzkörperstrahlers bezogen auf die dort vorherrschende Temperatur). Ångström schließt daraus, dass geringe Änderungen in der CO₂-Konzentration einen erheblichen Einfluss auf den Wärmehaushalt der unteren Atmosphärenschicht nehmen könnten und merkt an, dass Arrhenius der Erste war, der dies so beschrieben hat. Möglicherweise als respektvolle Geste an seinen verstorbenen Vater ergänzt er seine Wertschätzung der Erkenntnisse von Arrhenius mit dem Zusatz "Auch wenn seine Hypothese zunächst auf nicht ganz zutreffenden Annahmen für die Absorption von Kohlendioxid beruhte..."

Die Studie wurde 1915 beim Smithsonian Institution in Washington publiziert.
Guy Stewart Callendar (1868 - 1955)
Englischer Ingenieur und Erfinder
Callendar analysiert die Temperaturabweichungen (bezogen auf den Mittelwert von 1901 bis 1930) von rund 150 weltweit verteilten Messstationen und stellt ab etwa 1900 einen global zunehmenden Trend fest. Er entwickelt die These, dass dies eine Folge der steigenden Kohlendioxidkonzentration in der Luft sein könnte. Zur Veranschaulichung erklärt er den natürlichen Kohlenstoffkreislauf und berechnet die Menge an zusätzlichem Kohlendioxid, das durch die Verbrennung von Kohlenstoffen eingebracht wird, sowie dessen Verweildauer in der Atmosphäre. Basierend auf den Absorptionsbeobachtungen von Emil Aschkinass, die 1898 veröffentlicht wurden, berechnet Callendar eine globale Temperaturerhöhung von 0,57°C bei einem Anstieg des CO₂-Gehalts von 280 auf 360ppm. Callendar geht davon aus, dass der letztgenannte Wert durch anthropogene CO₂-Emissionen im Laufe des 22.(!) Jahrhunderts erreicht wird.

Die Fachpublikation wurde 1938 in "Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society" veröffentlicht.