Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist ein Erwärmungseffekt in der Atmosphäre: Bei einer Erde ohne Atmosphäre wäre die Oberflächentemperatur ausschließlich durch die Bilanz zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und der vom Boden abgestrahlten Wärmestrahlung festgelegt. Diese Oberflächentemperatur würde im globalen Mittel etwa -18 °C betragen. Selbst eine Atmosphäre aus reinem Sauerstoff und Stickstoff, die ja die Hauptkomponenten unserer Atmosphäre (ca. 99 %) sind, würde daran nichts Wesentliches ändern, da diese Gase die beiden genannten Strahlungsarten nur unwesentlich beeinflussen.

Wasserdampf und in geringerem Maße auch Kohlendioxid (und andere Spuren bzw. Treibhausgase) absorbieren dagegen die Sonnenstrahlung zum Teil und geben selbst Wärmestrahlung ab. In Richtung zum Erdboden übertrifft diese zusätzliche Wärmestrahlung aus der Atmosphäre die Reduktion der Sonnenstrahlung und bewirkt so am Erdboden eine höhere Energieeinstrahlung. Diese vermehrte Einstrahlung führt zu einer Erwärmung des Erdbodens und (infolge verschiedener Transportvorgänge) auch der unteren Atmosphäre. Daher beträgt die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche + 15 °C.

Mit zunehmender Menge an Treibhausgasen verlässt bei konstanter Bodentemperatur immer weniger Energie in Form von Wärmestrahlung die Erde in den Weltraum. Wegen der Analogie mit den Vorgängen in einem Treibhaus, dessen Glasdach ebenfalls die kurzwellige Sonnenstrahlung gut durchlässt, die langwellige Wärmestrahlung aus dem Treibhausinneren aber nicht, ist das hier beschriebene Phänomen auch als natürlicher Treibhauseffekt bekannt. Die dafür in der Atmosphäre verantwortlichen Gase werden häufig als Treibhausgase bezeichnet. Bei der Interpretation verschiedener Klimavorgänge ist aber Vorsicht geboten vor der allzu direkten Übertragung des Treibhausbildes - die Verhältnisse in der strömenden Atmosphäre mit Bewölkung sind wesentlich komplizierter als im Glashaus eines Gärtners.

Werden die natürlich vorhandenen Treibhausgase (z.B. CO2) durch anthropogenen (menschlichen) Einfluss vermehrt oder durch neue Stoffe (z.B. FCKW) ergänzt, so übertrifft die dadurch verursachte zusätzliche Wärmestrahlung aus der Atmosphäre ebenfalls die verstärkte Reduktion von Sonnenstrahlung am Erdboden. Daher erhöht sich auch infolge dieses verstärkten anthropogenen Treibhauseffektes die Temperatur des Bodens und der unteren Atmosphäre. Die ständige Zunahme des Kohlendioxids (Automobile, Industrie u. a.) in der Atmosphäre führt somit zu einer allmählichen Erwärmung des Weltklimas, mit all den auftretenden Begleiterscheinungen (Anstieg des Meeresspiegels, Versteppung ganzer Landstriche usw.).

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