Was ist der Treibhauseffekt?

Während andere Planeten im Sonnensystem der Erde entweder glühend heiß oder bitterkalt sind, hat die Erdoberfläche relativ milde, stabile Temperaturen. Die Erde genießt diese Temperaturen aufgrund ihrer Atmosphäre, einer dünnen Gasschicht, die den Planeten umgibt und schützt.

97 Prozent der Klimaforscher sind sich jedoch einig, dass Menschen die Erdatmosphäre in den letzten zwei Jahrhunderten auf dramatische Weise verändert haben, was zu einer globalen Erwärmung geführt hat. Um die globale Erwärmung zu verstehen, muss man sich zunächst mit dem Treibhauseffekt vertraut machen.

Energie rein, Energie raus

Überall auf der Erde findet jeden Tag ein heikler Balanceakt statt, der die Strahlung, die der Planet vom Weltraum empfängt, und die Strahlung, die zurück in den Weltraum reflektiert wird, mit einbezieht.

Die Erde wird ständig mit enormen Mengen an Strahlung bombardiert, hauptsächlich von der Sonne. Diese Sonnenstrahlung trifft auf die Erdatmosphäre in Form von sichtbarem Licht sowie auf ultraviolette (UV), infrarote (IR) und andere Arten von Strahlung, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.

UV-Strahlung hat eine kürzere Wellenlänge und ein höheres Energieniveau als sichtbares Licht, während IR-Strahlung eine längere Wellenlänge und ein schwächeres Energieniveau aufweist. Ungefähr 30 Prozent der Strahlung, die auf die Erdatmosphäre trifft, wird laut NASA sofort von Wolken, Eis, Schnee, Sand und anderen reflektierenden Oberflächen zurück in den Weltraum reflektiert. Die restlichen 70 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlung werden von den Ozeanen, dem Land und der Atmosphäre absorbiert. Wenn sie sich aufheizen, setzen Ozeane, Land und Atmosphäre Wärme in Form von IR-Wärmestrahlung frei, die aus der Atmosphäre in den Weltraum gelangt.

Es ist dieses Gleichgewicht der einfallenden und ausgehenden Strahlung, die die Erde bewohnbar macht, mit einer durchschnittlichen Temperatur von etwa 15 Grad Celsius (59 Grad Fahrenheit), laut NASA. Ohne dieses atmosphärische Gleichgewicht wäre die Erde so kalt und leblos wie ihr Mond oder so heiß wie die Venus. Der Mond, der fast keine Atmosphäre hat, ist auf seiner dunklen Seite ungefähr minus 243 F (minus 153 C). Die Venus hingegen hat eine sehr dichte Atmosphäre, die die Sonnenstrahlung einfängt. die Durchschnittstemperatur auf der Venus beträgt etwa 864 ° F (462 ° C).

Der Treibhauseffekt

Der Austausch von einfallender und austretender Strahlung, der die Erde erwärmt, wird oft als Treibhauseffekt bezeichnet, weil ein Gewächshaus ähnlich funktioniert.

Ankommende UV-Strahlung durchdringt leicht die Glaswände eines Gewächshauses und wird von den Pflanzen und harten Oberflächen im Inneren absorbiert. Schwächere IR-Strahlung hat jedoch Schwierigkeiten, durch die Glaswände zu treten und ist innen eingeschlossen, wodurch das Gewächshaus erwärmt wird. Dieser Effekt lässt tropische Pflanzen auch in einem kalten Winter in einem Gewächshaus gedeihen.

Ein ähnliches Phänomen tritt in einem Auto auf, das an einem kalten, sonnigen Tag draußen geparkt ist. Die einfallende Sonnenstrahlung wärmt das Innere des Autos, aber die austretende Wärmestrahlung ist in den geschlossenen Fenstern des Autos eingeschlossen.

Treibhausgase und globale Erwärmung

"Gasmoleküle, die thermische Infrarotstrahlung absorbieren und in ausreichender Menge vorhanden sind, können das Klimasystem erzwingen. Diese Art von Gasmolekülen werden Treibhausgase genannt", sagte Michael Daley, Associate Professor für Umweltwissenschaften am Lasell College gegenüber Live Science. Kohlendioxid (CO2) und andere Treibhausgase wirken wie eine Decke, absorbieren IR-Strahlung und verhindern, dass diese in den Weltraum entweicht. Der Nettoeffekt ist die allmähliche Erwärmung der Erdatmosphäre und der Erdoberfläche, ein Prozess, der als globale Erwärmung bekannt ist.

Zu diesen Treibhausgasen gehören Wasserdampf, CO2, Methan, Lachgas (N2O) und andere Gase, laut der Environmental Protection Agency (EPA). Seit Beginn der industriellen Revolution im frühen 19. Jahrhundert hat die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Benzin die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre, insbesondere CO, stark erhöht2, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). "Entwaldung ist die zweitgrößte anthropogene Quelle von Kohlendioxid in die Atmosphäre, die zwischen 6 und 17 Prozent liegt", sagte Daley.

Atmosphärische CO2 Seit Beginn der industriellen Revolution sind die Werte um mehr als 40 Prozent gestiegen, von etwa 280 ppm im 19. Jahrhundert auf heute 400 ppm. Das letzte Mal in der Atmosphäre CO2 erreichte 400 ppm während der Pliozänepoche, zwischen 5 Millionen und 3 Millionen Jahren, nach der Universität von Kalifornien, San Diegos Scripps Institution of Oceanography.

Es wird erwartet, dass der Treibhauseffekt, verbunden mit einem Anstieg der Treibhausgase und der daraus resultierenden globalen Erwärmung, nach dem fast universellen Konsens der Wissenschaftler weitreichende Auswirkungen haben wird.

Wenn die Erderwärmung ungehindert weitergeht, wird dies laut der NASA, der EPA und anderen wissenschaftlichen und staatlichen Stellen zu einem signifikanten Klimawandel, einem Anstieg des Meeresspiegels, einer zunehmenden Versauerung der Ozeane, extremen Wetterereignissen und anderen schweren natürlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen führen.

Es gibt solche, die sagen, dass Gase nicht die Ursache der globalen Erwärmung sind, obwohl dies der Meinung der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft widerspricht. "Ich denke, dass es sehr schwierig ist, mit präzisen menschlichen Aktivitäten auf das Klima zu messen, und es gibt enorme Meinungsverschiedenheiten über den Grad der Auswirkungen. Also nein, ich würde nicht zustimmen, dass es einen wesentlichen Beitrag zur globalen Erwärmung leistet, die wir sehen." EPA-Chef Scott Pruitt erklärte CNBCs morgendliche Nachrichtensendung "Squawk Box" am 9. März 2017. [Kohlendioxid erwärmt den Planeten (so)]

Kann der Treibhauseffekt umgekehrt werden?

Viele Wissenschaftler sind sich einig, dass der Schaden für die Atmosphäre und das Klima der Erde hinter dem Punkt liegt, an dem es keine Rückkehr mehr gibt oder dass der Schaden in der Nähe des Punktes liegt, an dem es kein Zurück mehr gibt. "Ich stimme zu, dass wir es geschafft haben, den Klimawandel zu vermeiden", sagte Josef Werne, ein außerordentlicher Professor der Abteilung für Geologie und Planetologie an der Universität von Pittsburgh gegenüber Live Science. Nach Wernes Ansicht gibt es ab diesem Zeitpunkt drei Möglichkeiten:

  1. Tu nichts und lebe mit den Konsequenzen.
  2. Anpassung an das sich ändernde Klima (ua durch den Anstieg des Meeresspiegels und die damit verbundenen Überschwemmungen).
  3. Abschwächung der Auswirkungen des Klimawandels durch aggressive Umsetzung von politischen Maßnahmen, die die CO-Konzentration verringern2 in der Atmosphäre.

Keith Peterman, Professor für Chemie am York College von Pennsylvania, und Gregory Foy, Dozent für Chemie am York College in Pennsylvania, sind der Meinung, dass der Schaden noch nicht so groß ist und dass internationale Vereinbarungen und Maßnahmen die Planeten retten können Atmosphäre.

Gegenwärtig untersuchen einige Wissenschaftler, wie die Atmosphäre umgerüstet werden kann, um die globale Erwärmung umzukehren. So haben zum Beispiel im Juli 2017 von lrike Lohmann und BlaĆŸ Gasparini, Wissenschaftler am Institut für Atmosphären- und Klimaforschung der ETH Zürich, in der Zeitschrift Science veröffentlichte Theorien vorgeschlagen, Cirruswolken zu reduzieren, die Wärme speichern.

"Wenn sich Cirruswolken wie eine Decke um die Erde verhalten, versuchen Sie, diese Decke loszuwerden", sagte Lohmann, Professor für experimentelle Atmosphärenphysik an der ETH Zürich, zu Live Science. [Coole den Planeten? Geoengineering wird einfacher gesagt als getan] "Sie entfernen den Wasserdampf, Sie entfernen die Feuchtigkeit und Sie verhindern die normale Zirruswolkenbildung", sagte Lohmann.

Aktuelle Informationen zum Treibhauseffekt finden Sie unter:

  • LiveScience Thema: Greenhouse News & Features

Zusätzliche Ressourcen

Schau das Video: Treibhauseffekt einfach erklÀrt

Lassen Sie Ihren Kommentar