Heute möchte ich mich einmal mit dem Treibhauseffekt, einem weitverbreiteten und lebenswichtigen Effekt, mit dem viele Menschen durch die Diskussion des Klimawandels eher negative Eigenschaften assoziieren, beschäftigen. Doch ohne den natürlichen Treibhauseffekt würde das Leben auf der Erde wesentlich schwieriger und teilweise unerträglich sein. Doch warum wäre dies so?
Der Treibhauseffekt beschreibt den Einfluss von Treibhausgasen wie z. B. Wasserdampf, Kohlendioxid oder Methan auf die Temperatur auf der Erde. Ohne diese Gase würde der Wärmehausehalt der Erde völlig anders aussehen. Das Klima der Erde ist also im Wesentlichen von der Sonne und den Treibhausgasen in der Atmosphäre abhängig. Doch wie funktioniert dieses Zusammenspiel?
Die Sonne strahlt 24 Stunden am Tag Energie ab. An der Sonnenoberfläche herrschen dabei Temperaturen von etwa 5800° Celsius. Ein bestimmter Anteil dieser Energie kommt auch am Oberrand der Atmosphäre als kurzwellige Strahlung an. Damit ist die sogenannte UV-Strahlung oder Infrarotstrahlung gemeint. Insgesamt sprechen wir dabei von ca. 342 Watt pro Quadratmeter. Auf dem Weg zur Erdoberfläche wird von dieser Menge an Energie durch Wolken oder andere Partikel wiederum ca. 23% zurück in den Weltraum reflektiert. Auch die Erdoberfläche strahlt nochmals ca. 7% der eingehenden Strahlung im kurzwelligen Bereich zurück. Der restliche Anteil in Höhe von etwa 239 W/m² wird von der Erdoberfläche bzw. Wolken oder anderen Partikeln in der Atmosphäre in langwellige Strahlung oder Wärmestrahlung der Erde umgewandelt und in Richtung Weltall zurück gestrahlt. Würde die Erdatmosphäre nun keine Treibhausgase besitzen, so könnte die Wärmestrahlung der Erde ungehindert entweichen. In diesem Fall würden auf der Erde im Mittel ca. -18 Grad herrschen. In weiten Teilen der Erde wäre so nur unter sehr schwierigen Bedingungen ein Leben möglich.
Doch der natürliche Treibhauseffekt lässt die Temperatur auf lebenswerte Werte von etwa 15 Grad im Mittel steigen. Für die langwellige Strahlung ist die Atmosphäre mit ihren ganzen Treibhausgasen wie Wasserdampf, Kohlendioxid oder Methan nicht mehr komplett durchlässig. Sie strahlen die Energie wieder zum Boden zurück. Somit kann ein Teil der Wärmestrahlung am Erdboden gehalten und diesen wärmen.
Den gleichen Effekt kann man auch in einem Treibhaus im Garten beobachten. Auch hier kann die kurzwellige Sonnenstrahlung das Glas des Treibhauses, welches in diesem Fall den Gasen in der Atmosphäre entspricht, ungehindert passieren. Nach der Umwandlung in die langwellige Wärmestrahlung dient das Glas als Sperre. Das Innere des Treibhauses erwärmt sich, sodass dort schon frühzeitig Pflanzen angebaut werden können. Diesem Phänomen verdankt der Treibhauseffekt der Erde seinen Namen.
Den negativen Anstrich bekommt dieses Phänomen durch den Klimawandel verpasst. Dieser ist nämlich direkt mit diesem Effekt verbunden. Bei der sogenannten globalen Erwärmung gehen die Klimaforscher davon aus, dass durch eine höhere Konzentration an Treibhausgasen mehr langwellige Wärmestrahlung in der Atmosphäre gehalten wird. Damit verbunden würden sich die Temperaturen von den 15 Grad im Mittel ausgehend weiter erhöhen. Bei der Erhöhung der Konzentration an Treibhausgasen, insbesondere durch den Ausstoß an Kohlendioxid oder Methan, kommt den Menschen eine Wesentliche Rolle zu. Daher spricht man hier auch gerne von dem anthropogenen (vom Menschen verursachten) Treibhauseffekt.
Der sogenannte Treibhauseffekt beschreibt also grundsätzlich einen lebenswichtigen Effekt, der jedoch im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung oftmals falsch interpretiert wird.
Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 04.01.2018
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