Der Treibhauseffekt – nat\u00fcrlich und anthropogen
\nDie UN- Klimakonferenz in Paris (COP21) befindet sich in der zweiten und letzten Woche und es bleibt abzuwarten, ob am Ende eine neue Klimaschutz-Vereinbarung als Nachfolge des Kyoto-Protokolls verabschiedet wird. Um die Aussichten auf eine Einigung soll sich das heutige Thema des Tages aber nicht drehen. Allerdings wird die Konferenz zum Anlass genommen, heute ein klimatisches Thema zu beleuchten: den „Treibhauseffekt“.<\/p>\n
Der Treibhauseffekt muss in zwei verursachende Aspekte unterteilt werden, den nat\u00fcrlichen und den anthropogenen Anteil.<\/p>\n
Die Erde ist von einer Atmosph\u00e4re umgeben, also einer gasf\u00f6rmigen H\u00fclle, die bis in eine H\u00f6he von etwa 90 km recht gleichf\u00f6rmig zusammengesetzt ist. Das Gasgemisch besteht zu etwa 78 % aus Stickstoff und zu knapp 21 % aus Sauerstoff. Au\u00dferdem gibt es noch eine Reihe Spurengase wie z. B. Argon und andere Edelgase, aber auch Kohlendioxid, Methan, Lachgas (Distickstoffmonoxid) und Wasserdampf. W\u00e4hrend der Wasserdampf in unterschiedlicher Konzentration vorhanden ist und in besonderer Weise auch das Wetter beeinflusst, spielen Kohlendioxid (etwa 0,03 %), Methan (ca. 0,0002 %) und Lachgas (0,00005 %) eine entscheidende Rolle beim Treibhauseffekt und werden als „Treibhausgase“ bezeichnet. Wie bei der Glasscheibe eines Gew\u00e4chs-\/Treibhauses kann die kurzwellige Sonnenstrahlung die Atmosph\u00e4re durchdringen. Ein Teil der eintreffenden Strahlung wird durch Wolken und Gasmolek\u00fcle in der Atmosph\u00e4re selbst absorbiert, also aufgenommen und zun\u00e4chst in Form von W\u00e4rme gespeichert. Ein weiterer Teil wird reflektiert und der restliche Teil gelangt bis zur Erdoberfl\u00e4che, um auch dort teils reflektiert, teils absorbiert zu werden. Der Anteil der reflektierten Strahlung h\u00e4ngt dabei entscheidend von der Oberfl\u00e4che ab: An hellen Untergr\u00fcnden wie z. B. Schnee wird der weit \u00fcberwiegende Teil der einfallenden Strahlung reflektiert und nur ein sehr geringer Anteil aufgenommen und in W\u00e4rme umgewandelt. Dunkle B\u00f6den hingegen reflektieren kaum und nehmen die meiste Strahlungsenergie auf. Zur Erhaltung der Bilanz und vor allem bei fehlender Einstrahlung (also im Wesentlichen nachts) wird von der Erdoberfl\u00e4che und Atmosph\u00e4re W\u00e4rme in Form von langwelliger Strahlung abgegeben. Diese langwellige Strahlung gelangt jedoch nicht ungehindert wieder ins Weltall, sondern wird durch die Treibhausgase (vor allem Kohlendioxid, Methan, Lachgas) und Wasserdampf gr\u00f6\u00dftenteils absorbiert. Die Atmosph\u00e4re ist also f\u00fcr kurzwellige Sonnenstrahlung durchl\u00e4ssiger als f\u00fcr langwellige W\u00e4rmestrahlung. Dadurch wird die n\u00e4chtliche Ausstrahlung ged\u00e4mpft. Dies f\u00fchrt dazu, dass die Erde eine Mitteltemperatur von etwa +15 Grad aufweist. Ohne die Atmosph\u00e4re und den daraus resultierenden nat\u00fcrlichen Treibhauseffekt w\u00e4ren die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht deutlich gr\u00f6\u00dfer und es w\u00fcrde sich eine Erdmitteltemperatur von etwa -18 Grad ergeben. Das Leben auf der Erde w\u00e4re damit deutlich unwirtlicher oder vielleicht auch gar nicht erst entstanden…<\/p>\n
Das entscheidende Thema im Zusammenhang mit der Klimakonferenz in Paris ist aber der sogenannte anthropogene, also der vom Menschen verursachte Treibhauseffekt. Durch die Zunahme von Kohlendioxid, Methan und Stickstoffverbindungen durch industrielle und auch landwirtschaftliche Aktivit\u00e4ten wird die Atmosph\u00e4re, und um im Bild des Treibhauses zu bleiben die Glasscheibe im Gew\u00e4chshaus, f\u00fcr die langwellige Ausstrahlung immer „dicker“. Es verbleibt somit immer mehr langwellige Strahlung – also W\u00e4rme – im Gew\u00e4chshaus Atmosph\u00e4re, so dass es zu einem allm\u00e4hlichen Anstieg der Erdmitteltemperatur, also einer Klimaerw\u00e4rmung, kommt.<\/p>\n
Die Ableitung einer Klimaerw\u00e4rmung in Grad Celsius von einer atmosph\u00e4rischen Treibhausgaskonzentration ist allerdings alles andere als einfach. Es gibt eine Vielzahl an positiven (verst\u00e4rkenden) und negativen (reduzierenden) Wechselwirkungen im System Klima. Au\u00dferdem m\u00fcssen auch nat\u00fcrliche Klimafaktoren wie die Variation der Sonneneinstrahlung aufgrund der Sonnenaktivit\u00e4t oder der Erdumlaufbahn und Erdneigung oder auch vulkanische Aktivit\u00e4ten ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n
Dipl.-Met. Sabine Kr\u00fcger Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 08.12.2015<\/p>\n
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