Der Treibhauseffekt — Geowissenschaften, 14–17 Jahre

Bestimmte Gase bremsen, dass Infrarotenergie von der Erde entweicht. Der natürliche Effekt hält den Planeten bewohnbar; zusätzliche Treibhausgase verstärken ihn und erhöhen die Durchschnittstemperatur.

Eine Decke für Wärme

Sonnenlicht erreicht die Erde und erwärmt Land und Meere. Sie geben Energie als unsichtbare Infrarotstrahlung ab, doch Gase wie Kohlenstoffdioxid, Methan und Wasserdampf nehmen einen Teil auf und strahlen ihn in alle Richtungen zurück. Dadurch kühlt die Erde langsamer ab, ohne dass ein festes Dach entsteht.

Warum diese Erklärung wichtig ist

Die Erdtemperatur lässt sich nicht allein durch Sonnenlicht erklären: Ohne eine Atmosphäre, die Infrarotstrahlung aufnimmt, wäre der Planet viel kälter. Nötig war eine Erklärung über den Energiehaushalt. Messungen von Gasen und Strahlung zeigen, warum zusätzliche Treibhausgase dieses Gleichgewicht verändern.

Ein Energiepaket verfolgen

Ein Stück Boden nimmt Sonnenlicht auf und erwärmt sich. Es sendet Infrarotstrahlung nach oben; ein Kohlenstoffdioxidmolekül nimmt eine Wellenlänge auf und strahlt Infrarot zufällig wieder ab. Ein Teil geht nach oben, ein Teil zurück, sodass sich die Oberfläche bis zu einem neuen Gleichgewicht erwärmt.

Es ist nicht dasselbe wie ein Glashaus

Der Name lässt vermuten, Treibhausgase erwärmten die Erde vor allem, indem sie Luft einschließen wie Glas in einem Gewächshaus. Der Vergleich ist hilfreich, aber unvollständig. Entscheidend sind Aufnahme und Abstrahlung von Infrarot; in einem echten Gewächshaus spielen auch Konvektion und Luftbewegung eine Rolle.

Von Messungen zu Entscheidungen

Der Treibhauseffekt wird in Wetter- und Klimamodellen, Satellitenstudien und der Planung für Hitze, Wasser und Landwirtschaft genutzt. Beim Verbrennen von Kohle, Öl und Gas entsteht zusätzlich Kohlenstoffdioxid; Landwirtschaft und Abfälle können Methan freisetzen. Quellen und Messungen werden verglichen, um Veränderungen des Energiehaushalts zu prüfen.

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