Das Energie-Ungleichgewicht der Erde
Der Strahlungshaushalt
- Hauptartikel: Strahlungshaushalt der Atmosphäre
Die Erdoberfläche erhält durch die Sonneneinstrahlung und den Treibhauseffekt insgesamt eine Energie von 502 W/m2 (160 W/m2 Solarstrahlung + 342 W/m2 atmosphärische Wärmestrahlung) und gibt an die Atmospäre 398 W/m2 als Wärmeausstrahlung (terrestrische Strahlung) wieder ab (Abb. 1). Der resultierende Energieüberschuss von 103 W/m2 wird dadurch ausgeglichen, dass die Erdoberfläche im Mittel etwa 21 W/m2 als fühlbare Wärme und 82 W/m2 als latente Wärme an die Atmosphäre abgibt (Abb. 1).[1] Der Fluss fühlbarer Wärme transportiert Energie vom erwärmten Erdboden durch das Aufsteigen warmer Luft in die untere Atmosphäre. Latente Wärme wird durch Wasserdampf in die Atmosphäre transportiert, indem durch Verdunstung von Wasser der Umgebung zunächst Energie entzogen wird, die dann bei der Kondensation in größerer Höhe wieder frei gesetzt wird (siehe auch Lufttemperatur). Es verbleibt ein Ungleichgewicht von ca. 0,8 W/m2,[2] das durch den anthropogenen Treibhauseffekt bewirkt wird (Abb. 1). In den letzten 20 Jahren hat sich das Energieungleichgewicht mehr als verdoppelt und in dem besonders warmen Jahr 2023 sogar 1,8 W/m2 erreicht.[3]
Einstrahlung und Ausstrahlung
Das Energie-Ungleichgewicht ist ein Ergebnis des Klimawandels durch die Emission von Treibhausgasen durch den Menschen. Es wird an der Obergrenze der Atmosphäre gemessen und beträgt inzwischen 1,24 W/m2. Es lag 2001-2014 bei 0,6 W/m2 und hat sich seitdem mehr als verdoppelt,[4] nach anderen Autoren sogar verdreifacht (Abb. 2).[5]
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Abb. 2 zeigt die Wärmeabstrahlung der Erde in den letzten 25 Jahren (blau). Sie nimmt von 240,2 W/m2 Anfang der 2010er Jahre auf 241,5 W/m2 um 2025 zu, weil die sich erwärmende Erde mehr Energie an den Weltraum abgibt und sich dadurch abkühlt. Zugleich nimmt aber auch der Anteil der Sonneneinstrahlung zu, der von der Erde absorbiert wird (gelb). Die Ursache ist nicht, dass mehr Strahlung von der Sonne die Erde erreicht, sondern dass weniger Solarstrahlung reflektiert und mehr absorbiert wird. Und das hängt damit zusammen, dass sich das Reflexionsvermögen bzw. die Albedo der Erde verändert hat. Dafür gibt es wiederum verschiedene Ursachen: 1. schmelzen die Eis- und Schneeflächen durch die Erwärmung der Erde, wodurch die Oberfläche dunkler wird und weniger Strahlung reflektiert und mehr absorbiert. 2. hat die Emission von Aerosolen und ihrer Vorläuferstoffe seit den 2010er Jahren abgenommen, weil auch China aus gesundheitspolitischen Gründen die Luftbelastung durch das Verbrennen fossiler Energieträger einzudämmen versucht. Dadurch wird 3. die Wolkenbildung verringert, was ebenfalls dazu führt, dass die Reflexion von Sonnenstrahlen abnimmt. Und 4. hat eine internationale Verordnung ab 2020 dazu geführt, dass die Bekämpfung der Luftverschmutzung sich jetzt auch auf die Schifffahrt auf den Weltmeeren auswirkt.[4][6]
Einzelnachweise
- ↑ Wild, M., A. Ohmura, C. Schär et al. (2017): The Global Energy Balance Archive (GEBA) version 2017: a database for worldwide measured surface energy fluxes, Earth Syst. Sci. Data, 9, 601–613
- ↑ IPCC AR6 WGI (2021): The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks, and Climate Sensitivity, 7.2.2
- ↑ Mauritsen, T., Y. Tsushima, B. Meyssignac et al. (2025): Earth's energy imbalance more than doubled in recent decades. AGU Advances, 6
- ↑ 4,0 4,1 Rohde, R., Berkeley Earth (2026): Global Temperature Report for 2025
- ↑ Ospina, D., P. Mirazo, R.P. Allan et al. (2026): Ten new insights in climate science 2025. Global Sustainability, 9, 1–37
- ↑ Hansen, J. E., P. Kharecha, M. Sato et al. (2025): [Warming Has Accelerated: Are the United Nations and the Public Well-Informed?] Environment: Science and Policy for Sustainable Development, 67(1), 6–44
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