Diskussion:Verweilzeit (Atmosphäre)

Was bedeutet die Verweilzeit praktisch?

Für zum Beispiel SF6 beträgt die Verweilzeit 3.200 Jahre. Angenommen, aktuell befinden sich 100 Tonnen SF6 in der Atmosphäre. Wieviel Tonnen befinden sich nach 3.200 Jahren in der Atmosphäre? Immer noch 100 Tonnen???

--Con-struct (Disk.) 14:01, 8. Aug. 2019 (CEST)

Das kommt darauf an, wie hoch die Emissionen weiterhin sind. Nach meinem Verständnis (ohne mich eingelesen zu haben) entspricht die Verweilzeit der Lebensdauer. --Leyo 00:04, 9. Aug. 2019 (CEST)

… nach einiger Überlegung, die Lebensdauer kann es doch nicht sein. Folgendes Beispiel: Ein Stoff X hat eine Verweilzeit von angenommen 3 Jahren. Angenommen, es liegen 6 Teilchen vor. Teilchen Nr. 1 verschwindet nach einem Jahr, Teilchen Nr. 6 verschwindet nach 5 Jahren. Zusammen haben beide durchschnittlich (1+5)/2 = 3 Jahre existiert. Dasselbe gilt für Teilchen Nr. 2 und Nr. 5: (2+4)/2 = 3 Jahre. Und für Teilchen Nr. 3 und 4: (2,99+3,01)/2 = 6 Jahre. Nach 3 Jahren waren die Teilchen 1, 2 und 3 verschwunden. 3 Stück - die Hälfte der ursprünglich vorhandenen 6 Teilchen.

Die Verweilzeit ist also die Zeit, bei welcher sich eine Menge von Teilchen um die Hälfte reduziert hat. Vielleicht sollte man präziser von Halbwertszeit sprechen, nicht von Verweilzeit. --Con-struct (Disk.) 16:44, 9. Aug. 2019 (CEST)

Verweildauer und Halbwertszeit sind anders definiert, beides aber Zeiten. Die Halbwertszeit ist das $\ln 2$-fache der Verweilzeit, siehe Lebensdauer (Physik). --Rôtkæppchen₆₈ 17:19, 9. Aug. 2019 (CEST)

Mittlere Zeit bedeutet, dass jedes Teilchen einzelnd betrachtet werden muss. Heisst, dass jedes Teilchen im Durchschnitt 3200 Jahre braucht bis es aus der Atmosphäre wieder entfernt wurde, kann aber auch nur 5 Jahre brauchen. Wieviel nun letztendlich wirklich nach Ablauf einer Verweilzeit in der Atmosphäre noch Vorhanden ist ist extrem von den Bedingungen abhängig. Statistisch gesehen ist die Wahrscheinlichkeit hoch (Grenzwertsatz der Statistik), dass in etwa die Hälfte noch da ist. Es müsste schon eine sehr eigenartige Verteilung sein oder eine Deposition unter besonderen bedinungen, dass man nicht davon ausgehen kann. Aber bitte nicht verwechseln, es ist nicht der Median, sondern der Mittelwert eines jeden Einzelteilchens.--Maphry (Diskussion) 17:25, 9. Aug. 2019 (CEST)

Nein, nach Ablauf einer Verweilzeit ist nicht die Hälfte der Teilchen da, sondern nur noch 36,79 %, siehe Exponentieller Prozess#Mathematische Darstellung. --Rôtkæppchen₆₈ 18:37, 9. Aug. 2019 (CEST)

Diese Aussage halte ich für zu speziell, weil das stochastische Modell des Verhaltens der Teilchen nicht festgelegt ist. Die Antwort ist dann richtig, wenn die Abnahme der Anzahl der Teilchen einer Exponentialfunktion folgt. Das steht aber nicht im Artikel. Die Voraussetzungen der Definition der Verweilzeit aus dem Artikel (nämlich dass sie der mittleren Zeitdauer des Verbleibens des Teilchens entspricht) sind auch erfüllt, wenn zum Beispiel alle Teilchen gleichzeitig verschwinden; dann entspricht die mittlere Zeit der Halbwertszeit. Das im Artikel beispielhaft genannte Phänomen der nassen Deposition (Auswaschen) führt im Allgemeinen zu einer Abnahme der Teilchenzahl, die keiner Exponentialfunktion folgt, weil die Ereignisse für einzelne Teilchen nicht unabhängig voneinander sind (der Vollständigkeit halber: Poisson-Verteilung#Anwendungsbeispiele). --BlackEyedLion (Diskussion) 19:13, 9. Aug. 2019 (CEST)

Hoffentlich hast Du für diese Ansicht auch irgendwelche Quellen. --Rôtkæppchen₆₈ 20:58, 9. Aug. 2019 (CEST)

Es geht hier um Verweilzeit und nicht Halbwertszeit. Das sind zwei unterschiedliche Dinge. Halbwertszeit bezieht sich auf die exp-Funktion und ihren Abfall, also um die ganze Stoffmenge, währned die Verweilszeit sich auf jedes einzelne Molekül bezieht. So zumidnest steht es ja im Artikel. Also hat jedes Einzelteilchen nach der mittleren Verweilzeit eine Verteilung des entfernens was um die Verweilzeit zentirert ist und ansonsten einer Verteilung unterliegt. Wenn man nun die Teilchen aufsummiert, also ihre Verteilungen, dann erhält man halt den zentralen Grenzwertsatz, und daraus folgt eine Normalverteilung, wenn die Teilchen nur zahlreich genug sind. Darum ist die argumentation mit dem exp-Abfall und der Halbwertszeit so nicht korrekt.--Maphry (Diskussion) 22:01, 9. Aug. 2019 (CEST)

Ja und vor allem haben wir es mit Molekülen zu tun, die nicht zerfallen, sondern absinken oder aufsteigen. Es gibt durchaus nicht nur die Möglichkeit des absinken, sondern bei leichte Stoffe auch die Möglichkeit, dass sie sich den Weltraum verflüchtigen. Bei Wasserstoff beträgt sie nur rund drei Kilogramm pro Sekunde, bei Helium sind es 50 Gramm.

Dazu kommt die Möglichkeit des Absinken aus der Schicht X, beginnt nicht zwingend mit dem Aufsteigen in die Schicht X, sondern ein Molekül kann auch eine Mindestaufenthaltsdauer haben (Vereinfacht gesagt das Molekül muss zuerst die Energie, die das Aufsteigen ermöglicht hat, verlieren). Im Gegensatz beginnt der Zerfall bei der zur Halbwertszeit der Zerfall immer bei Null. --Bobo11 (Diskussion) 23:22, 9. Aug. 2019 (CEST)

Wenn es die "mittlere Zeit" ist, bedeutet das schon rein sprachlich, dass die Hälfte der Teilchen früher und die Hälfte später abgebaut/verschwunden ist. Somit wäre es nichts anderes als die chemische bzw. physikalische Halbwertszeit. Die ziemlich wenigen Suchtreffer lassen mich allerdings vermuten, dass "Verweilzeit" eine recht exklusive Bezeichnung eines einzigen Autors ist. Aber:
Im PDF "Vom Menschen verursachte Treibhausgase - Bundesamt für Umwelt" der Schweiz (abrufbar hier) steht allerdings in Fn1 die Definition "Verweilzeit in der Atmosphäre: Zeitraum, nach dem 63.2% der Anfangsmenge des Stoffes nicht mehr in der Atmosphäre sind".--Chianti (Diskussion) 18:02, 9. Aug. 2019 (CEST)

Das ist dieselbe Definition wie in unseren Artikeln Verweilzeit (Atmosphäre) und Lebensdauer (Physik), nur anders formuliert. --Rôtkæppchen₆₈ 18:22, 9. Aug. 2019 (CEST)

äääh ... nein. "Mittlere" ist keine eindeutige Definition. Der eine versteht den mittleren Wert darunter, also den Median, der andere den Durchschnittswert und wieder ein andere die Halbwertszeit (s.o.). Und da chemische Zerfallsprozesse und Aerosole nicht notwendigerweise genauso exponentiell zerfallen wie radioaktive Isotope, ist auch eine 1:1-Übertragung aus Lebensdauer (Physik) nicht zulässig (abgesehen davon: welche Zerfallskonstante will man hernehmen?).--Chianti (Diskussion) 18:53, 9. Aug. 2019 (CEST)

Hoffentlich hast Du für diese Ansicht auch irgendwelche Quellen. --Rôtkæppchen₆₈ 20:58, 9. Aug. 2019 (CEST)

Unter SF6 steht allerdings gar nichts von "Verweilzeit" sondern Der Abbau von SF6 in der Atmosphäre durch energiereiche UV-Strahlung der Sonne dauert ca. 3.200 Jahre. Ich hätte jetzt Abbau = weg angenommmen. Oder ist Abbau = Verweilzeit? --Optimum (Diskussion) 21:06, 9. Aug. 2019 (CEST)

Die Originalquelle DOI:10.1126/science.259.5092.194 nutzt den Begriff Atmospheric Lifetime. --Rôtkæppchen₆₈ 23:25, 9. Aug. 2019 (CEST)

Proportionalität zur Konzentration

Im letzten Absatz heißt es:
"Die Konzentration oder Konzentrationserhöhung eines Stoffes in der Atmosphäre, z. B. eines Treibhausgases, die sich in einem langfristigen Gleichgewichtszustand durch eine bestimmte (anthropogene) Emissionsrate einstellt, ist im einfachsten Fall umgekehrt proportional zu dessen Verweilzeit."
Das kann doch nicht sein! Dann müsste sich bei einem Stoff mit einer Verweilzeit von einem Tag eine viel höhere Konzentration einstellen als bei einem Stoff mit, sagen wir mal, 1000 Jahren, obwohl sich ersterer gar nicht nennenswert anreichern kann. Das Gegenteil ist richtig. Oder unterliege ich hier einem groben Irrtum, dann möge mich bitte jemand aufklären. Grüße --Foxxipeter7 (Diskussion) 13:45, 31. Aug. 2019 (CEST)