Treibhausgase (einfach)
Strahlung und Treibhausgase
Das Erdklima wird bestimmt von drei Faktoren: der Einstrahlungsenergie der Sonne, der Rückstrahlungsfähigkeiten der Erdoberfläche und der Zusammensetzung der Atmosphäre. Dabei spielt vor allem der Anteil an Treibhausgasen in der Atmosphäre eine wichtige Rolle. Diese absorbieren die von der Erde ausgesandten langwelligen Wärmestrahlen und schicken sie schließlich an sie zurück. Das Ergebnis: die Erde heizt sich auf (Treibhauseffekt). Obwohl diese klimawirksamen Gase nur etwa 1% der irdischen Atmosphäre ausmachen, können sie so die mittlere Erdtemperatur von -18°C auf +15°C erhöhen. Die wichtigsten natürlichen Treibhausgase sind Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Ozon (O3), Methan (CH4)und Distickstoffoxid (N2O).
Quellen und Senken
Alle Treibhausgase mit Ausnahme der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) besitzen neben den anthropogenen auch natürliche Quellen. Die meisten dieser Gase werden von den Quellen an der Erdoberfläche direkt emittiert. Troposphärisches Ozon (O3) hingegen entsteht durch chemische Reaktion unter Einfluss der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre. Mit Ausnahme von CO2 und H2O werden die Treibhausgase durch chemische Reaktionen aus der Atmosphäre entfernt. Dabei spielt für einige Gase das reaktionsfreudige Hydroxylradikal OH eine entscheidende Rolle, das auch als "Waschmittel" der Atmosphäre bezeichnet wird. CO2 ist dagegen in der Atmosphäre reaktionsträge und wird nur durch Lösung im Wasser und die Photosynthese der Pflanzen aus ihr entfernt. Auch die FCKWs gehen in der Troposphäre keine chemische Reaktion ein, werden aber in der Stratosphäre unter Einfluss der Sonnenstrahlung chemisch umgewandelt.
Konzentration, Verweilzeit und Potential
Wasserdampf ist das häufigste und damit einflussreichste Treibhausgas. Danach folgen die lediglich in Spuren vorkommenden Gase CO2, O3, CH4, N2O und die FCKWs. Doch die Klimawirksamkeit eines Treibhausgases wird nicht nur von seiner Menge, sondern auch von seiner Verweilzeit und seinem Treibhauspotential bestimmt. Zusammen mit CO2 gehören z.B. Methan, Distickstoffoxid und die FCKWs zu den langlebigen Treibhausgasen, d.h. ihre Verweilzeit in der Atmosphäre dauert mindestens ein Jahr. Dadurch können sie alle troposphärischen Luftzirkulationen durchlaufen und liegen so weltweit in etwa gleicher Konzentration vor. Dagegen ist das troposphärische Ozon nur sehr kurzlebig, wird also relativ schnell abgebaut, so dass seine atmosphärische Konzentration in der Nähe des Entstehungsortes wesentlich höher ist als in größerer Entfernung davon. Doch nicht jedes Treibhausgas beeinflusst das Klima in gleichem Maße. Sie unterscheiden sich stark in ihrer Fähigkeit Wärmestrahlung zu absorbieren bzw. zu reflektieren. So hat beispielsweise Methan ein 25 fach höheres Treibhauspotential als Kohlenstoffdioxid, verweilt dafür allerdings wesentlich kürzer in der Atmosphäre, bis es vollständig abgebaut ist.
Durch den Einfluss des Menschen hat sich die zuvor relativ konstante Konzentration der langlebigen Treibhausgase seit Beginn der Industrialisierung stark erhöht. Auch die Konzentration des kurzlebigen Treibhausgases Ozon in der Troposphäre hat sich durch den Menschen stetig verändert.
Siehe auch
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