Der Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt

Er wird durch Emissionen verstärkt und ist für die globale Erwärmung verantwortlich.

Erdkunde

Schlagwörter

Treibhauseffekt, globale Erwärmung, Klimawandel, Verwüstung, Meeresspiegelanstieg, Wärmeabsorption, Reflexion, Einstrahlung, Ausstrahlung, Atmosphärengase, Treibhausgas, Kohlendioxid, Methan, Stickstoffmonoxid, Wasserdampf, Landwirtschaft, Industrie, Verkehr, Menschliches Handeln, Atmosphäre, Luft, Erde, Meeresspiegel, Sonne, Wolke, Siedlung, Abfall, Gletscher, Gesellschaft, Natur, Erdkunde

Verwandte Extras

3D-Modelle

Treibhaus

  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Treibhaus

Die kurzwellige Strahlung der Sonne wird von der Atmosphäre gut durchgelassen, sodass die Oberfläche diese absorbiert und sich somit erwärmt.
Die aufgeheizte Erdoberfläche gibt langwellige Strahlung ab, die von der Atmosphäre größtenteils absorbiert wird. So wird ein erheblicher Teil der Strahlungswärme in der Atmosphäre zurückgehalten, allerdings nicht von der Luft selbst, sondern vom Wasserdampf und den sogenannten Treibhausgasen. Das auf dem Wärmerückhaltevermögen der Luft basierende Phänomen nennt man Treibhauseffekt.

Der Name kommt von der Tatsache, dass ein ähnliches Phänomen in den landwirtschaftlich genutzten Treibhäusern, den Gewächshäusern und Foliengewächshäusern, genutzt wird. Die Glasplatten oder Folien übernehmen hier die Rolle der Atmosphäre.

Wenn es auf der Erde keinen Treibhauseffekt gäbe, wäre die Durchschnittstemperatur der Erde 35° C niedriger sie heute ist, betrüge sie auf dem dann eisigen Planeten nur etwa -20°C.
Wenn sich die Menge der Treibhausgase erhöht, steigt auch die Durchschnittstemperatur der Erde.

Der Großteil der für den Treibhauseffekt zuständigen Gase kommt auch natürlicherweise in der Atmosphäre vor. Dazu gehören Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Distickstoffmonoxid.
In den vergangenen 100 Jahren stieg die Menge bzw. der Anteil solcher Gase, die unter natürlichen Umständen nicht in der Atmosphäre enthalten sind. Sie alle verstärken den Treibhauseffekt, so bleibt mehr Wärme in der Atmosphäre gefangen.

Folge des Klimawandels und der globalen Erwärmung ist, dass die Polkappen und Gletscher begonnen haben zu schmelzen und der Meeresspiegel ansteigt, wodurch zahlreiche Küstenstädte gefährdet sein können.
Die Zahl der Gewitter und Hurrikane steigt, das Wetter wird immer unberechenbarer. Durch die Versteppung kommt es immer öfter zu Waldbränden, im Tierreich sind zahlreiche Arten vom Aussterben bedroht.

Die Ausdehnung der Dauerfrostgebiete nimmt wegen der Erwärmung rasch ab, wodurch Methan in die Atmosphäre freigesetzt wird. Methan ist ein stärkeres Treibhausgas als Kohlenstoffdioxid, d. h., dass es die Wärmestrahlung wirksamer absorbieren kann. Während des letzten Eiszeitalters lagerte sich das Methan in Dauerfrostgebieten, z. B. in gefrorenen Mooren, ab. Durch das Auftauen des Permafrost wird auch Methanhydrat in die Atmosphäre freigesetzt. Durch das austretende Gas entsteht ein Überdruck, der den Boden mancherorts kraterartig explodieren lässt. Das Methan entweicht in großen Mengen nicht nur über dem Festland, sondern auch über dem auftauenden Meeresboden der Polargebiete.
Durch die Freisetzung des Methans in die Atmosphäre wird die globale Erwärmung noch weiter beschleunigt.

Begriffsdefinitionen:

Insolation: Die von der Sonne auf die Erdoberfläche eintreffende elektromagnetische Strahlung (Einstrahlung). Sie wandelt sich auf der Oberfläche zu Wärmeenergie um und trägt so entscheidend zur Erwärmung des Bodens und indirekt der Luft bei.

Reflexion: Das Zurückwerfen der elektromagnetischen Strahlung der Sonne in den interplanetaren Raum durch Wasserdampf-, Eis- oder Schmutzpartikel, die größer sind als die Wellenlänge der Strahlung.

Absorption: Die Aufnahme eines Teils der Sonnenstrahlung durch die Bestandteile in der Luft in der Atmosphäre, welche die Luft nur eine sehr gering erwärmt. (Das Ozon absorbiert die ultraviolette Strahlung, der Wasserdampf und das Kohlendioxid die infrarote.)

Wärmestrahlung: Die von der durch die Sonnenstrahlung erwärmten Erdoberfläche abgegebene langwellige Strahlung, die Wärme auf die Luft überträgt.

Treibhausgase: Die wichtigsten zum Treibhauseffekt beitragenden Gase: Kohlendioxid, Methan, Stickoxide, Halogenkohlenwasserstoffe und das Ozon der Troposphäre.

Erdatmosphäre

  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Atmosphäre
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Sonne
  • Erde

Natürlicher Prozess

  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Waldbrand - Geht mit einem Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Wärmeabsorption
  • Sümpfe, Moore - Methan- und Stickoxidausstoß

Durch den Menschen beschleunigter Prozess

  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Wärmeabsorption
  • Viehwirtschaft - Methanausstoß
  • Städte und Dörfer - Kohlenstoffdioxid, Stickoxid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
  • Industrie - Kohlenstoffdioxid, Fluorkohlenwasserstoffe (FKW)
  • Verbrennung von Pflanzen - Geht mit einem Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Intensive landwirtschaftliche Produktion - Methan, Stickoxide
  • Mülldeponie, Müllverbrennung - Geht mit Methan- und Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Verkehr - Stickoxide, Kohlenstoffdioxid
  • Energieproduktion - Geht mit Methan- und Kohlenstoffdioxidausstoß einher.

Schmelzen der Eisdecke

  • Methanhydrat - Er sammelt sich in Eislinsen unter der Oberfläche an.
  • Permafrost - Mindestens zwei Jahre lang durchgehend gefrorener Boden. Er bedeckt ein Viertel des Festlandes der Nordhalbkugel.
  • rissige Oberfläche - Eine Folge der globalen Erwärmung.
  • Methanfreisetzung

Animation

  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Treibhaus
  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Atmosphäre
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Sonne
  • Erde
  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Waldbrand - Geht mit einem Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Wärmeabsorption
  • Sümpfe, Moore - Methan- und Stickoxidausstoß
  • Einstrahlung - Kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen)
  • Ausstrahlung - Langwellige Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Treibhausgase - Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickoxide
  • Wärmeabsorption
  • Viehwirtschaft - Methanausstoß
  • Städte und Dörfer - Kohlenstoffdioxid, Stickoxid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
  • Industrie - Kohlenstoffdioxid, Fluorkohlenwasserstoffe (FKW)
  • Verbrennung von Pflanzen - Geht mit einem Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Intensive landwirtschaftliche Produktion - Methan, Stickoxide
  • Mülldeponie, Müllverbrennung - Geht mit Methan- und Kohlenstoffdioxidausstoß einher.
  • Verkehr - Stickoxide, Kohlenstoffdioxid
  • Energieproduktion - Geht mit Methan- und Kohlenstoffdioxidausstoß einher.

Narration

Von der Sonne gelangt eine hochenergetische kurzwellige Strahlung zur Erde. Ein kleiner Teil dieser elektromagnetischen Strahlen wird von der Atmosphäre zurückgeworfen, den Großteil allerdings lässt sie zur Erdoberfläche durch.

Ein Teil dieser Strahlen wird von der Oberfläche reflektiert, der Rest absorbiert. Dadurch erwärmt sich die Erde und strahlt ihrerseits Wärme in die Atmosphäre ab. Diese Strahlung ist niederenergetisch und langwellig, sie erwärmt auch die Luft.
Die von der Erde abgestrahlte Wärme wird in der Atmosphäre von den Treibhausgasen größtenteils zurückgehalten. Die Wärmestrahlung wird also zuerst absorbiert und dann wieder zur Erde zurückgeworfen. So geht die Wärme der Atmosphäre in die Falle.

Dieser Vorgang ähnelt dem, was in Treibhäusern geschieht, wo die Glasfläche eine ähnliche Funktion erfüllt, wie die Gase der Atmosphäre.
Die Sonnenstrahlen gelangen durch das Glas in den Boden und werden von dort in Form von Wärme zurückgestrahlt.
Diese Wärme wird vom Glas nicht mehr rausgelassen, sie bleibt im Treibhaus gefangen, wodurch sich die Temperatur deutlich erhöht. Ohne das Phänomen des Treibhauseffektes wäre die Durchschnittstemperatur auf der Erde um 35 °C niedriger.

Der Großteil der für den Treibhauseffekt zuständigen Gase kommt natürlich in der Atmosphäre vor. Dazu gehören Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Distickstoffmonoxid. In den vergangenen 100 Jahren stieg die Menge bzw. der Anteil solcher Gase, die unter natürlichen Umständen nicht in der Atmosphäre enthalten sind. Sie alle verstärken den Treibhauseffekt, so bleibt mehr Wärme in der Atmosphäre gefangen.
Bei der Verbrennung von Erdöl, Erdgas und Steinkohle entstehen große Mengen Kohlendioxid, dies geschieht vor allem in Kraftwerken, der Industrie und im Straßenverkehr.

Die Kohlendioxidkonzentration steigt infolge der Entwaldung weiter an, schließlich sind es die Pflanzen, die das Kohlendioxid absorbieren.
Die nicht natürlichen Gase entstehen meist industriell in Form von Lösungsmitteln, Schaumstoffen, Fettlösern oder Dämmstoffen.
Methan entsteht bei Faulprozessen, als Teil landwirtschaftlicher Prozesse, wie dem Reisanbau oder der Viehzucht, außerdem produziert auch die Abfallwirtschaft und die Abwasserbehandlung Methan.
Distickstoffmonoxid entsteht während des Zerfalls stickstoffhaltiger Stoffe, zum Beispiel bei der Verwendung von Kunstdünger.

Einige Wissenschaftler bestreiten, dass der aktuell stattfindende Klimawandel, beziehungsweise die globale Erwärmung, in engem Zusammenhang mit dem bedeutenden Anstieg der Treibhausgaskonzentration steht; sie sind der Ansicht, es handele sich hierbei um einen natürlichen Vorgang.

Folge des Klimawandels und der globalen Erwärmung ist, dass die Polkappen und Gletscher begonnen haben zu schmelzen und der Meeresspiegel ansteigt, wodurch zahlreiche Küstenstädte gefährdet sein können.
Die Zahl der Gewitter und Hurrikane steigt, das Wetter wird immer unberechenbarer. Durch die Versteppung kommt es immer öfter zu Waldbränden, im Tierreich sind zahlreiche Arten vom Aussterben bedroht.

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