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Was ist der Treibhauseffekt?
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Die Wissenschaftler unterscheiden zwischen zwei Arten von Treibhauseffekten, der natürliche Treibhauseffekt und der anthropogene Treibhauseffekt. Der natürliche Treibhauseffekt findet seit Millionen von Jahren statt und ist lebensnotwendig. Der anthropogene Treibhauseffekt ist von Menschen zusätzlich produzierter Treibhauseffekt.
Der natürliche Treibhauseffekt:
Um das Leben auf der Erdeaufrecht zu erhalten ist Energie notwendig. Diese wird der Erde durch die Sonnenstrahlung zugeführt. Die Sonnenstrahlung setzt sich zusammen aus elektromagnetischer Strahlung verschiedener Wellenlängen (Siehe "Das Ozon als Schutz der Erdatmosphäre"), von der kurzwelligen Röntgenstrahlung (die in der oberen Atmosphärenschichten absorbiert wird) bis zur langwelligen Radiostrahlung und aus Infrarotstrahlung, die in Wärme umgewandelt wird. Die Erde müsste ständig wärmer werden, wenn nicht von ihr aus ein Energiestrom zum Weltall hin gerichtet wäre, wodurch die von der Sonne eingestrahlte Energie wieder in den Weltraum abgeführt wird. Von ausschlaggebender klimatischer Bedeutung ist bei den Strahlungsvorgängen in der Atmosphäre, dass die langwellige Wärmestrahlung der erwärmten Erdoberfläche die Atmosphäre größtenteils nicht auf direktem Wege verlässt, sondern von atmosphärischen Spurengasen, den natürlichen Treibhausgasen, und Wolken zunächst absorbiert wird. Spurengase und Wolken emittieren diese Energie einerseits an den Weltraum und strahlen sie andererseits in Richtung Erdoberfläche zurück, die dadurch zusätzlich aufgeheizt wird und wiederum langwellige Strahlung an die Atmosphäre emittiert, die diese wieder Richtung Erdoberfläche abstrahlt usw. Der auf diese Weise hervorgerufene Wärmestau in der unteren Atmosphäre bewirkt einen Temperatureffekt von +33 °C bzw. eine Erwärmung von -18 °C ( bei Annahme einer Atmosphäre ohne Wolken und Spurengase ) auf +15 °C und ermöglicht damit überhaupt erst Leben auf der Erde.
Der Fluss fühlbarer Wärme transportiert Energie vom erwärmten Erdboden durch das Aufsteigen warmer Luft in die untere Atmosphäre. Latente Wärme wird durch Wasserdampf in die Atmosphäre transportiert, indem durch Verdunstung von Wasser der Umgebung zunächst Energie entzogen wird, die dann bei der Kondensation in größerer Höhe wieder frei gesetzt wird.
In Anlehnung an das Garten-Treibhaus bezeichnet man den Wärmestau in der
unteren Atmosphäre als ,, Treibhauseffekt´´. Die Vergleichbarkeit zwischen beiden ,, Treibhäusern´´ ist allerdings begrenzt. Die Glasabdeckung des echten Treibhauses lässt wie die Atmosphäre kurzwellige Sonnenstrahlen weitgehend passieren. Das Innere des Treibhauses wird dadurch erwärmt und emittiert langwellige Wärmestrahlung, die vom Glas ähnlich wie von den Treibhausgasen der Atmosphäre absorbiert wird. Das Glas unterbindet aber im Gegensatz zu den Treibhausgasen der Atmosphäre auch den Lufttransport und damit weitgehend den Fluss fühlbarer und unsichtbarer Wärme.
Die eigentlichen Verursacher des Treibhauseffekts sind eine Reihe von Spurengase wie Wasserdampf ( H2O ), Kohlendioxid ( CO2 ), Methan (CH4 ), Distickstoffoxid ( N2O ), Ozon ( O3 ) und andere. Diese Treibhausgase lassen die kurzwellige Solarstrahlung weitgehend passieren, absorbieren aber die langwellige Wärmestrahlung der Erdoberfläche im Infrarotbereich.
Dabei absorbieren einzelnen Spurengase in unterschiedlichen Absorptionsbanden. Das wichtigste natürliche Treibhausgas ist Wasserdampf, das für fast Zweidrittel des Treibhauseffekts verantwortlich ist. So absorbiert das zweitwichtigste natürliche Treibhausgas ist Kohlendioxid. [13,30,31]
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