Absorption: Unterschied zwischen den Versionen

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Mit '''Absorption''' (lat. ''absorbere'': verschlingen, verschlucken) wird unter anderem im Rahmen der Klimaforschung die Aufnahme der Sonnenstrahlung und deren Umwandlung in Wärme, Elektrizität und chemische Energie durch die Atmosphäre und die Erdoberfläche bezeichnet.
Der Begriff '''Absorption''' (lat. ''absorbere, absorbeo, absorptio:'' verschlingen, schlucken) bezeichnet ganz allgemein, dass etwas von einem anderen Stoff (Materie) in sich aufgenommen ("geschluckt") wird.
 
Für den [[Treibhauseffekt]] von Bedeutung ist die Absorption von elektromagnetischer Strahlung (Sonnenlicht; Wärmestrahlung).
 


== Absorption durch die Atmosphäre ==
== Absorption durch die Atmosphäre ==

Version vom 10. November 2008, 16:55 Uhr

Der Begriff Absorption (lat. absorbere, absorbeo, absorptio: verschlingen, schlucken) bezeichnet ganz allgemein, dass etwas von einem anderen Stoff (Materie) in sich aufgenommen ("geschluckt") wird.

Für den Treibhauseffekt von Bedeutung ist die Absorption von elektromagnetischer Strahlung (Sonnenlicht; Wärmestrahlung).


Absorption durch die Atmosphäre

Absorption in der Atmosphäre bewirkt, dass nur knapp ein Drittel der eintretenden Sonnenstrahlung den Erdboden erreicht, denn 20% werden von den Atmosphärengasen und 5% in den Wolken absorbiert. In den höchsten Atmosphärenschichten absorbieren Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle Gamma- und Röntgenstrahlung und die extrem kurzwellige Ultraviolettstrahlung bis zu Wellenlängen von ca. 0,2 Mikrometern, wodurch die starke Temperaturzunahme in der Thermosphäre verursacht wird. Am stärksten wirkt sich das in Höhen zwischen 20 und 50km entstehende Ozon auf den kurzwelligen Strahlungsfluss aus, indem es die gefährliche kurzwellige UV-Strahlung vollständig aus dem Energiespektrum der Sonnenstrahlung filtert. Durch diese Absorption wird die starke Erwärmung in der stratosphärischen Ozonschicht verursacht. Die restliche UV-Strahlung und die sichtbare Strahlung passieren fast ungehindert die Atmosphäre durch die sogenannten atmosphärischen Fenster. Im nahen infraroten Spektralbereich sind der Wasserdampf und das Kohlendioxid wirkungsvolle Absorber, während Sauerstoff und Ozonmoleküle sowie einige Spurengase hier vergleichsweise wenig absorbieren. Wasserdampf, Kohlendioxid und anthropogene Spurenstoffe absorbieren am stärksten im Bereich der infraroten terrestrischen Strahlung.

Absorption durch die Erdoberfläche

Die Strahlungsabsorption an der Erdoberfläche ist stark von ihrer Beschaffenheit abhängig. In Abhängigkeit von der möglichen Bandstruktur können verschiedene Frequenzbereiche des Lichts absorbiert werden, d.h., je nach Farbe ist die Absorption unterschiedlich stark. Die anderen Frequenzanteile werden je nach Material und Einfallswinkel des Lichtes entweder reflektiert oder transmittiert. Wird beispielsweise eine gelb erscheinende Oberfläche mit weißem Licht bestrahlt, wird das grüne und rote Licht reflektiert/transmittiert und blaues Licht absorbiert. Bei der Absorption von Licht wird die aufgenommenen Energie nicht nur in Wärme umgewandelt, sondern kann durch andere Mechanismen wie Fluoreszenz sowie durch Streuung an Aerosolen verloren gehen.

Die Absorption ist frequenzabhängig. Die Ursache liegt in der Bandstruktur des Materials, bei dem Photonen bestimmter Energie Atome oder Moleküle angeregt werden, die Quantenübergänge mit genau dieser Energiedifferenz in der Elektronenhülle oder in ihren Molekülschwingungen (meist bei infrarotem Licht) besitzen.

Die Menge der auf dem Weg nicht absorbierten oder gestreuten Photonen hängt neben dem frequenzabhängigen Extinktionskoeffizienten auch von der Schichtdicke des Materials ab. Daher ist z. B. der Himmel im Gebirge dunkler und die Sonne heller.

Siehe auch

Unterricht

Literatur

  • P.-M. Geade (2008) GEO Themenlexikon: Wetter und Klima, Bibliographisches Institut & F.A. Brockhaus AG

Weblinks

Lizenzhinweis

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