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Ein Glashaus in der Sonne wird zum Treibhaus

„Normales Fensterglas ist durchlässig für alle Arten von Licht, allerdings weitaus mehr für das Licht, das wir sehen können als für UV- oder Infrarotlicht. Stellen Sie sich ein Glashaus vor, das in der prallen Sonne steht. Die Objekte im Glashaus nehmen die Strahlung des Sonnenlichts auf und erwärmen sich. Einen Teil der Wärme geben sie als Infrarotstrahlung wieder ab. Nach einiger Zeit geben sie genauso viel Infrarotstrahlung ab wie sie an Sonnenlicht aufnehmen, so dass ihre Temperatur nicht mehr steigt. Die abgegebene Wärmestrahlung wird nun größtenteils vom Glas reflektiert und erwärmt den Raum. Die Temperatur im Glashaus steigt so lange an, bis sich die Wärme, die von außen eindringt, mit der durch das Glas wieder abgegebenen Wärme im Gleichgewicht befindet.
Auch Objekte außerhalb des Glashauses erwärmen sich in der Sonne, aber sie können ihre Infrarotstrahlung ungehindert nach außen abgeben. Ihre neue Temperatur im Sonnenschein pendelt sich dadurch auf einem niedrigeren Niveau ein als die der Objekte im Glashaus.“ (GREENPEACE)
 

natürlicher Treibhauseffekt

„In der Erd-Atmosphäre ist der Treibhauseffekt durch die Wirkung von Treibhausgasen gegeben: er bewirkt dort eine Temperatur-Erhöhung der erdnahen Schichten in der Atmosphäre. Der Effekt entsteht dadurch, dass die Atmosphäre weitgehend transparent für die von der Sonne ankommende kurzwellige Strahlung ist, jedoch wenig transparent für die langwellige Infrarotstrahlung, die von der warmen Erdoberfläche und von der erwärmten Luft ausgestrahlt wird.

Der Treibhauseffekt ist also grundsätzlich ein ganz natürlicher Vorgang, er ist lebensnotwendig, ohne ihn wäre der Erd-Planet völlig gefroren.
Der natürliche Treibhauseffekt heizt die Oberfläche der Erde mit 324 Watt/m2 auf. So beträgt die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche +15°C.“
(ausführlicher bei Rahmstorf / Schellnhuber, S. 21)

anthropogener Treibhauseffekt

Der Mensch verstärkt die Intensität des natürlichen Treibhauseffektes
durch den vermehrten Eintrag von Treihausgasen, insbesondere von Kohlendioxid (CO2) auf Grund der deutlich verstärkten Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) seit der industriellen Revolution.

„Der Eintrag von Spurengasen durch den Menschen ist gegenwärtig erheblich. Am stärksten fällt die gerade schon genannte weltweite Emission von jährlich rund 38 Milliarden Tonnen CO2 ins Gewicht. Aufgrund dieser ungeheuren Menge steht dieses Gas in der Klimadebatte auch immer ganz oben. Auch wenn zum Beispiel Methan 20- bis 35-mal (der Faktor wird in der Wissenschaft derzeit intensiv diskutiert) oder FCKW-11 sogar beachtliche
3.400-mal so treibhauswirksam sind wie CO2: Die riesige Menge des CO2-Ausstoßes führt dazu, dass dieses Gas allein etwa zu zwei Dritteln für den anthropogenen Treibhauseffekt verantwortlich ist. ….
Seit dem Beginn der 1990er Jahre, als der Erdgipfel von Rio mit großer Aufbruchsstimmung in Richtung einer emissionsärmeren Welt stattfand, ist der CO2-Ausstoß um 67 Prozent gestiegen.“ (S. Plöger, S. 84)

Experiment - Temperaturerhöhung durch CO2

Treibhausgase

– Wasserdampf:
sein Anteil am natürlichen Treibhauseffekt schwankt je nach geographischen Gegebenheiten beziehungsweise Klimazone zwischen 36 und 70 Prozent

– Kohlendioxid (CO₂) und Kohlenmonoxid (CO):
beide entstehen bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Öl, Kohle und Gas, aber auch bei vulkanischen Aktivitäten, durch die Ausatmung der menschlichen und tierischen Lebewesen.

– Methan (CH₄):
Es entsteht in Landwirtschaft und Massentierhaltung, in Klärwerken und auf Mülldeponien. Auch in Permafrostböden (Dauerfrostböden) ist Methan erhalten, stammt aus dem Magen von Wiederkäuern, außerdem entsteht es beim Reisanbau.

 

– Lachgas (Distickstoffmonoxid) :
ähnlich klimawirksam wie Methan, entsteht ebenfalls in der Landwirtschaft, beispielsweise beim Abbau von Stickstoffverbindungen in den Böden. Stickstoff ist in den meisten gängigen Düngemitteln enthalten.

– Schwefelhexafluorid:
Dieses Gas wird in Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt. Es stammt aus industriellen Prozessen und kommt in der Natur nicht vor. Zwar ist das Potenzial, zum Treibhauseffekt beizutragen, groß, es ist aber nur zu einem sehr geringen Anteil in der Atmosphäre enthalten, daher ist der Einfluss auf die Erderwärmung eher gering.

– Sonstige

Geschichtliche Eckdaten der Erforschung des Treibhauseffektes

Wissenschaftliche Erkenntnisse im Zusammenhang mit der Natur des Treibhauseffektes gibt es schon recht lange.

Bereits 1824 erläuterte Jean-Baptiste Fourier, wie Spurengase in der Atmosphäre das Klima erwärmen. Der schwedische Nobelpreisträger Svante Arrhenius berechnete im Jahre 1896 erstmals, dass eine Verdopplung des Kohlendioxidgehaltes der Atmosphäre zu einer Temperaturerhöhung um vier bis sechs Grad Celsius führen würde (Rahmstorf und Schellnhuber 2007). Im Jahre 1933 beschrieb der amerikanische Meteorologe Kincer in der Zeitschrift Monthly Weather Review (Kincer 1933) ungewöhnliche Erwärmungstrends. Der britische Ingenieur Callendar vermutete, dass diese Trends mit einer erhöhten Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre in Verbindung stünden (Callendar 1938).

In Deutschland gehörte der Meteorologe Hermann Flohn zu den Pionieren dieses Forschungszweiges. Er diskutierte schon 1941 die globale Klimawirkung von durch den Menschen verursachten erhöhten CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre (Flohn 1941).
Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts gab es jedoch noch keinen Beleg dafür, dass die CO2-Konzentration der Atmosphäre wirklich steigt. Diese Feststellung gelang den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erst im Laufe des internationalen geophysikalischen Jahres 1957/1958 (Rahmstorf, Schellnhuber 2007). 1958 initiierte der Chemiker Charles Keeling den Beginn der kontinuierlichen Messungen der atmosphärischen CO2-Konzentration auf dem Mauna Loa auf Hawaii, die bis in die Gegenwart fortgeführt werden. Seine langjährigen Messreihen zeigten eindeutig den außergewöhnlichen Anstieg der globalen Temperatur.
1965 warnte der wissenschaftliche Beirat des Präsidenten der USA vor einer möglichen, vom Menschen verursachten Klimaänderung und deren möglichen, bedeutenden Folgen (Agrawala 1998)

1979 fand die erste Weltklimakonferenz statt, der in den Jahren 1980, 1983 und 1985 Arbeitstreffen in Villach, Österreich folgten. In Villach 1985 kam eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern zu dem Schluss, dass in der ersten Hälfte des folgenden Jahrhunderts ein Anstieg der globalen Mitteltemperatur auftreten würde, der beispiellos in der Geschichte der Menschheit wäre. Diese Expertengruppe empfahl zugleich eine enge Zusammenarbeit von Wissenschaftlern und Politikern zur Ausarbeitung von Maßnahmen gegen die drohende Klimaänderung (Agrawala 1998).

Seit dem Expertentreffen in Villach 1985 war die Problematik der durch den Menschen verursachten Klimaänderung auf der internationalen politischen Agenda verankert.“ (Umwelt Bundesamt: Klima und Treibhauseffekt)

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