Treibhauseffekt
Treibhauseffekt
die Eigenschaft der Erdatmosphäre, aber auch der Atmosphäre einiger anderer Planeten, besonders der Venus, nach dem Glashausprinzip zu funktionieren und die kurzwelligere Sonnenstrahlung durchzulassen, diese zu absorbieren und kaum mehr in den Weltraum zurückzustrahlen. Die Folge ist eine Temperaturerhöhung und ein Temperaturausgleich zwischen Tag und Nacht. Die Menge der abgestrahlten Energie ist von der Zusammensetzung der atmosphärischen Gase abhängig. Durch menschliche Aktivitäten hat sich diese Zusammensetzung atmosphärischer Spurengase verändert und zu einer Erwärmung des globalen Klimas beigetragen. Die Atmosphäre bildet einen mehrschichtigen Schutzschild, der gefährliche Röntgen- und Gammastrahlen fast vollständig in der Ionosphäre (50-450 km Höhe) zurückhält; ca. 15% der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung wird - überwiegend als Ultraviolettstrahlen in der Ozonschicht der Stratosphäre (20-50 km Höhe) - gefiltert, rd.
50% werden von der Erdoberfläche absorbiert, die übrigen 35% als Wärme (Infrarotstrahlen) ins All zurückgestrahlt. Die längerwelligen Infrarotstrahlen können jedoch die Atmosphäre nicht ungehindert passieren und werden z. T. reflektiert, damit wird die Lufthülle der Erde (Troposphäre bis 15 km Höhe) zur dringend benötigten Wärmefalle, die zu einem relativ ausgeglichenen Klima beiträgt. Dieser Mechanismus wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Der anthropogene Treibhauseffekt, d.
h. der durch menschliche Aktivitäten bedingte Treibhauseffekt, ausgelöst durch die Emission von sogenannten Treibhausgasen, führt dagegen zu zusätzlicher Wärmespeicherung, die einen kontinuierlichen Temperaturanstieg bewirkt. So wird einerseits in einer bodennahen Ozonschicht, die aus Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxiden bei starkem Sonnenlicht gebildet wird, infrarote Strahlung absorbiert, andererseits erreicht mehr Sonnenstrahlung die Erde, wenn die Filterwirkung der stratosphärischen Ozonschicht zerstört wird. Der global zu beobachtende Ozonabbau wird, mit unterschiedlichem Ozonabbaupotential, insbesondere durch die Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O) sowie fluorierte und chlorierte Kohlenwasserstoffe (u. a. FCKW) bewirkt.
Der Prozess ist soweit fortgeschritten, dass selbst bei einer Stabilisierung der Treibhausgase auf dem bisherigen Niveau noch für mehrere Jahrhunderte mit einem langsamen Anstieg des Meeresspiegels durch Abschmelzen der Polkappen gerechnet wird. Die intensivere Ultraviolettstrahlung hat auch Folgen für den Menschen (Erhöhung der Hautkrebsgefahr) und die Vegetation. Eine internationale Klimarahmenkonvention soll dieser Entwicklung durch Verringerung der anthropogenen Schadstoffemissionen entgegenwirken.
Treibhauseffekt
die Eigenschaft der Erdatmosphäre, aber auch der Atmosphäre einiger anderer Planeten, besonders der Venus, nach dem Glashausprinzip zu funktionieren und die kurzwelligere Sonnenstrahlung durchzulassen, diese zu absorbieren und kaum mehr in den Weltraum zurückzustrahlen. Die Folge ist eine Temperaturerhöhung und ein Temperaturausgleich zwischen Tag und Nacht. Die Menge der abgestrahlten Energie ist von der Zusammensetzung der atmosphärischen Gase abhängig.
Durch menschliche Aktivitäten hat sich diese Zusammensetzung atmosphärischer Spurengase verändert und zu einer Erwärmung des globalen Klimas beigetragen. Die Atmosphäre bildet einen mehrschichtigen Schutzschild, der gefährliche Röntgen- und Gammastrahlen fast vollständig in der Ionosphäre (50-450 km Höhe) zurückhält; ca. 15% der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung wird - überwiegend als Ultraviolettstrahlen in der Ozonschicht der Stratosphäre (20-50 km Höhe) - gefiltert, rd. 50% werden von der Erdoberfläche absorbiert, die übrigen 35% als Wärme (Infrarotstrahlen) ins All zurückgestrahlt. Die längerwelligen Infrarotstrahlen können jedoch die Atmosphäre nicht ungehindert passieren und werden z. T.
reflektiert, damit wird die Lufthülle der Erde (Troposphäre bis 15 km Höhe) zur dringend benötigten Wärmefalle, die zu einem relativ ausgeglichenen Klima beiträgt. Dieser Mechanismus wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Der anthropogene Treibhauseffekt, d. h. der durch menschliche Aktivitäten bedingte Treibhauseffekt, ausgelöst durch die Emission von sogenannten Treibhausgasen, führt dagegen zu zusätzlicher Wärmespeicherung, die einen kontinuierlichen Temperaturanstieg bewirkt. So wird einerseits in einer bodennahen Ozonschicht, die aus Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxiden bei starkem Sonnenlicht gebildet wird, infrarote Strahlung absorbiert, andererseits erreicht mehr Sonnenstrahlung die Erde, wenn die Filterwirkung der stratosphärischen Ozonschicht zerstört wird.
Der global zu beobachtende Ozonabbau wird, mit unterschiedlichem Ozonabbaupotential, insbesondere durch die Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O) sowie fluorierte und chlorierte Kohlenwasserstoffe (u. a. FCKW) bewirkt. Der Prozess ist soweit fortgeschritten, dass selbst bei einer Stabilisierung der Treibhausgase auf dem bisherigen Niveau noch für mehrere Jahrhunderte mit einem langsamen Anstieg des Meeresspiegels durch Abschmelzen der Polkappen gerechnet wird. Die intensivere Ultraviolettstrahlung hat auch Folgen für den Menschen (Erhöhung der Hautkrebsgefahr) und die Vegetation. Eine internationale Klimarahmenkonvention soll dieser Entwicklung durch Verringerung der anthropogenen Schadstoffemissionen entgegenwirken.
Der Treibhauseffekt
Der Treibhauseffekt bezeichnet den Effekt der Erderwärmung der bodennahen Luftschichten, der dadurch hervorgerufen wird, dass die langwellige Ausstrahlung in der Atmosphäre zum Teil absorbiert und wiederrum zum Erdboden reflektiert wird (siehe Strahlungshaushalt). Man muß hierbei allerdings zwischen natürlichem und anthropogenem Treibhauseffekt unterscheiden. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde nicht bei 15 Grad Celsius sondern bei - 18 Grad. Er ist also durchaus nichts negatives.
Wie kommt es zum anthropogenem Treibhauseffekt?
Hauptursache ist die Anreicherung der Atmosphäre mit strahlungsabsorbierende Gasen.
Welche Gase sind am anthropogenem Treibhauseffekt beteiligt?
Strahlungsabsorbierende Gase absorbieren (aufnehmen / aufsaugen) Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen (Absorptionsbanden) und in unterschiedlichem Ausmaß (Absorptionskoeffizent).
Der Hauptabsorber ist Wasserdampf, der aber im Bereich zwischen sieben und 13 m keine Absorptionswirkung hat - hier liegt das sogenannte Wasserdampffenster. Gase, deren Absorptionsbanden im Bereich dieses H2O - Fensters liegen, tragen in besonderem Maße zur Absorption der langwelligen Ausstrahlung der Erde und damit zum anthropogenen Treibhauseffekt bei.
Hierzu gehören :
Kohlendioxid ( CO2 ), dessen stärkste Strahlungsabsorption am Rande des Wasserdampffensters stattfindet und das auf Grund seiner Emissionsmenge mit 61% den überwiegenden Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt hat;
Methan ( CH4 )
Distickstoffoxid ( N2O )
FCKW - Ozon ( O3 )
Insbesondere der Gehalt von CO2 in der Atmosphäre ist seit Beginn der Industrialisierung stark gestiegen (um ca. 27%). Die Konzentration von Methan hat sich sogar verdoppelt und die von Distickstoffoxid hat besonders in den letzten drei Jahrzehnten zugenommen. FCKWs waren vor 1930 überhaupt noch nicht in der Atmosphäre vorhanden.
Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts:
Die langwellige Strahlungsabsorption der Atmosphäre hat sich durch anthropogene Emissionen bisher um nahezu 2% verstärkt. Dies hatte eine Zunahme der Mitteltemperatur von geschätzten 0,6 Grad Celsius zur Folge. In Zukunft rechnet man auf Grund der gegenwärtigen Wachstumsrate der CO2 - Emission mit einer Temperaturzunahme von ca. 0,3 Grad Celsius pro Jahrzehnt. Diese Temperaturzunahme verzögert sich - vor allem wegen der Wärmekapazität der Ozeane - um ca. 30 Jahre.
Ebenso kommt es zu einer Verschiebung der Klimazonen um 200 - 400 km.
Folgen der globalen Erderwärmung:
Die Klimaparameter Temperatur, Niederschlag und Bodenfeuchte Bestimmen die Zusammensetzung von Ökosystemen und die Anbaugebiete für Kulturpflanzen. Eine Klimaänderung würde die Zusammensetzung von Ökosystemen beeinflussen und deren Stabilität beeinträchtigen. Die optimalen Lebensbedingungen für Kulturpflanzen würden in den gegenwärtigen Anbaugebieten beeinträchtigt. Als weitere Folge würden sich die Ozeane erwärmen. Ein Anstieg des Meeresspiegels aufgrund der damit einhergehenden thermischen Wasserausdehnung würde dichtbevölkerte Küstenregionen überfluten und zum Verlust fruchtbarer Niederungen führen.
Die resultierenden wirtschaftlichen und politischen Folgen sind nicht absehbar.
Um das zu verhindern ist eine Absenkung der CO2 - Emissionen weltweit um mind. 25% erforderlich. Ein Ausstieg aus der Produktion und Verwendung von FCKW wurde in Deutschland bereits bewerkstelligt, nun sind die anderen Länder am Zug es Deutschland gleichzutun.
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