06. September 2014 |
Der Treibhauseffekt
Wie im Thema des Tages vom 21.08.2014 ("Sonne und Erde im Strahlungsgleichgewicht") erlÀutert wurde, liegt die Strahlungsgleichgewichtstemperatur der Erde bei -18 °C. GÀbe es auf unserem Planeten keinen Treibhauseffekt, dann wÀre genau diese auch die frostige mittlere Temperatur an der ErdoberflÀche.
Durch die Zusammensetzung der Luft ergibt sich jedoch eine Erhöhung der genannten Temperatur auf einen deutlich höheren Wert. Somit ermöglicht erst der Treibhauseffekt das menschliche Leben auf der Erde.
Das Absorptionsvermögen von Strahlung in unserer AtmosphÀre ist
wellenlĂ€ngenabhĂ€ngig. Das heiĂt, die von der ErdoberflĂ€che
abgestrahlte langwellige Strahlung wird von der AtmosphÀre stÀrker
absorbiert als die kurzwellige Einstrahlung der Sonne. In
idealisierter Vorstellung nimmt die LufthĂŒlle die gesamte von der
PlanetenoberflÀche abgestrahlte Energie auf. Um das energetische
Gleichgewicht zu erhalten strahlt die AtmosphÀre im Gegenzug dieselbe
Energiemenge wieder ab. Doch der springende Punkt dabei ist, dass die
Abstrahlung dabei nicht nur in eine Richtung, sondern gleichmĂ€Ăig in
alle Richtungen erfolgt. Somit wird die eine HĂ€lfte der Energie in
den Kosmos, die andere wieder zur PlanetenoberflÀche abgegeben.
Grob gesagt geht dadurch die von der ErdoberflÀche abgegebene
Strahlungsenergie nur zur HÀlfte an das Weltall verloren, wÀhrend die
andere HĂ€lfte sozusagen von der AtmosphĂ€re wieder zurĂŒckgegeben wird
und der ErwÀrmung bodennaher Luftschichten dient. Als Folge daraus
und bei genauer Berechnung (ohne Idealisierungsannahmen) zeigt sich
eine Erhöhung der Strahlungsgleichgewichtstemperatur von -18 °C um
+33 °C, sodass eine mittlere ErdoberflÀchentemperatur von +15 °C
erreicht wird.
Nun geht es zur Zusammensetzung unserer Luft. Diese setzt sich mit 78
% aus Stickstoff, 21 % aus Sauerstoff und mit 0,9 % aus Argon
zusammen. Der scheinbar unwesentlich kleine Restanteil besteht aus
verschiedenen, sogenannten Spurengasen. Diese haben aber aufgrund
ihrer teilweise starken Wirkung als Treibhausgas einen groĂen
Einfluss auf unser Klimasystem.
Die durch den Treibhauseffekt bedingte Erhöhung der
OberflÀchentemperatur auf der Erde von gesamt +33 Grad kann insofern
aufgeschlĂŒsselt werden, als dass man den einzelnen Gasen mit einer
AbschÀtzung ihre spezifische Verantwortlichkeit zur ErwÀrmung
zuweisen kann (Quelle: Bergmann - SchÀfer: Lehrbuch der
Experimentalphysik - Band 7; Reuter et.al., 2001):
Wasserdampf: +20 °C
Kohlendioxid: +10 °C
Ozon, Lachgas, Methan und Andere: +3 °C
Relativ einfach zeigt durch die obigen ErlÀuterungen, dass die
mittlere BodenoberflÀchentemperatur anhand des Treibhauseffektes in
starker AbhÀngigkeit zur Zusammensetzung der atmosphÀrischen Luft
steht.
Mag.rer.nat. Michael Tiefgraber
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 06.09.2014
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst
© Deutscher Wetterdienst
Themenarchiv:
20.10. - Kulinarisches im Herbst
19.10. - Geschichte der Meteorologie â Teil 20: Meteorologie im 19. Jahrhundert (a)
18.10. - Mission impossible
17.10. - Bunte Satellitenbilder zur Unterscheidung von Wolkentypen
16.10. - Es grĂŒnt so grĂŒn
15.10. - Kaltfront in Lauerstellung
14.10. - Verifikation von Wettermodellen - Teil 2
13.10. - Tropische WirbelstĂŒrme und ihre Benennung - Teil 2
12.10. - Tropische WirbelstĂŒrme und ihre Benennung - Teil 1
10.10. - Geschichte der Meteorologie â Teil 18: Aerologie im 18. und 19. Jahrhundert
09.10. - Herbstgewitter ĂŒber der Nordsee â Das Meer als Gewittermotor
08.10. - Endlich Regen!
07.10. - Ist der Himmel wirklich blau?
06.10. - Niederschlagsdefizit - Was bringt der Wetterwechsel
05.10. - Wetterentwicklung
04.10. - Der dritte im Bunde - MTG-I2
03.10. - Navier-Stokes - ein (un)lösbares Problem?
02.10. - Deutschlandwetter im September 2026
01.10. - Regen nach Trockenheit - warum Böden das Wasser nur schlecht aufnehmen
30.09. - Die pazifische Hurrikansaison 2026: Auf Rekordjagd!
29.09. - Kunterbuntes zum Monatswechsel
28.09. - Halos - optische Erscheinungen am Himmel
27.09. - Tag der FlĂŒsse
26.09. - Ungewöhnlicher warmer Altweibersommer
25.09. - Warum Tallagen besonders frostgefÀhrdet sind
24.09. - Flugwettervorhersagen: Der GAFOR
23.09. - Die dritte Jahreszeit
22.09. - In den NĂ€chten zeigt sich der Herbst
21.09. - Ruhiger Start in den Herbst



