Literatur

Treibhausgase

Die Rolle des Glases wird hier von den genannten Treibhausgasen übernommen, die durchgängig für den kurzwelligen Anteil der Sonnenstrahlung sind, langwellige Wärmestrahlung hingegen absorbieren und emittieren.In der Erdatmosphäre bewirken Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Methan seit Bestehen der Erde einen Treibhauseffekt, der entscheidenden Einfluss auf die Klimageschichte der Vergangenheit und das heutige Klima hat.

Die restlichen 70 % werden absorbiert.Die Sonnenenergie, die die Erde erreicht, wird durch Wolken, Luft und Boden (vor allem Eis und Schnee, siehe Albedo) zu 30 % wieder in den Weltraum reflektiert. Würde kein natürlicher Treibhauseffekt wirken, würde die durchschnittliche Temperatur der Erdoberfläche und damit die der bodennahen Lufttemperatur bei -18°C statt bei +15°C liegen.

(Für Experten: Da sich unsere Erde, ähnlich wie unsere Sonne auch, wie ein schwarzer Strahler verhält, aber eine Oberfächentemperatur von lediglich 15°C aufweist, verschiebt sich das Maximum der abgestrahlten Energie nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz in den Bereich der Infrarotstrahlung.Weil die Erde nicht laufend wärmer wird, muss die Erde die absorbierte Sonnenenergie wieder abgeben - aber sie muss diese als langwellige Infrarotstrahlung emitieren.).

Die Treibhausgase können diese Energie auf zwei unterschiedlichen Wegen wieder abgeben. Die Erde strahlt aber nicht nur die restlichen 85 % Solarenergie ab, sondern sie strahlt sogar fast das Doppelte (ca. 15 % der absorbierten Solarenergie wieder in den Weltraum direkt abgestrahlt.Es werden aber nur ca. 170 %) ab (die Energie für den zusätzlichen Anteil stammt von der Abstrahlung der Treibhausgase). Diese 170 % werden von den Treibhausgasen absorbiert.

1. Der größte Anteil der aufgenommenen Energie wird durch Stöße mit anderen Molekülen an diese abgegeben. Dadurch wird insgesamt noch keine Energie abgestrahlt, sondern nur die Temperatur des Gases erhöht.
2. Mit steigender Temperatur der Treibhausgase erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass die von den Molekülen durch Strahlungsabsorption direkt oder durch Stöße aufgenommene Energie nicht durch weitere Stöße weitergereicht wird, sondern abgestrahlt wird. In höheren Luftschichten wird die mittlere Zahl von Stößen zwischen Emission und Absorption geringer, weil die mittlere freie Weglänge sehr lang bzw. die Zeit zwischen zwei Stößen sehr groß ist.
3. Die von den Treibhausgasen aufgenommene Energie wird entsprechend der Temperatur in Form von IR-Strahlung im Bereich des Fernen-Infrarots wieder in alle Richtungen (also auch wieder zurück in Richtung Erde) abgegeben. Die Abstrahlung senkt die Temperatur der Treibhausgase. Schließlich stellt sich eine Temperatur ein, bei der Absorption und Emission im Gleichgewicht sind. Dabei ist die Abstrahlung parallel zur Erdoberfläche uninteressant, da diese Strahlung in den Treibhausgasen verbleibt. Interessant ist nur die Abstrahlung in Richtung Erde und in Richtung Weltraum, die etwa gleich groß ist. Damit wird die absorbierte Energie je zur Hälfte in Richtung Erde und die andere Hälfte in Richtung Weltraum abgestrhlt.
4. Weiterer Energietransport erfolgt durch Konvektion.

85 % in Richtung Weltraum gestrahlt (damit stimmt die Bilanz von Solareinstrahlung und Abstrahlung der Erde insgesamt).Da die Treibhausgase etwa 170 % der eingestrahlten Solarenergie absorbiert haben, werden die schon erwähnten ca. 85 % in Richtung Erdoberfläche gestrahlt (damit stimmt die Bilanz an der Erdoberfläche) und ca.

Die Rückstrahlung zur Erde führt zur schon genannten Erwärmung um 33 °C. Damit liegt die durchschnittliche globale Temperatur bei 15 °C.

Der Anteil an dem Einfangen von langwelliger Wärmestrahlung durch Treibhausgase wie.

• Kohlenstoffdioxid (CO₂),
• Methan (CH₄),
• Lachgas (N₂O)

Die Einbeziehung von Wasserdampf führt zum feuchten Treibhauseffekt.und anderen Gasen wird trockener Treibhauseffekt genannt. Etwa 66 % des Treibhauseffekts werden durch Wasserdampf verursacht, etwa 29 % durch Kohlendioxid.