Sonnenlicht (gelbe Pfeile) trifft auf die Erdoberfläche, die dadurch erwärmt wird. Die Wärme wird in Form von Wärmestrahlung wieder zurückgestrahlt (orange Pfeile). Ein Teil dieser Strahlung wird von Molekülen der Treibhausgase aufgehalten (Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan) und in eine zufällige Richtung wieder abgestrahlt, teilweise auch zurück zur Erde, was diese nochmal zusätzlich erwärmt.

Sonnenlicht (gelbe Pfeile) trifft auf die Erdoberfläche, die dadurch erwärmt wird. Die Wärme wird in Form von Wärmestrahlung wieder zurückgestrahlt (orange Pfeile). Ein Teil dieser Strahlung wird von Molekülen der Treibhausgase aufgehalten (Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan) und in eine zufällige Richtung wieder abgestrahlt, teilweise auch zurück zur Erde, was diese nochmal zusätzlich erwärmt.

Ursachen des Klimawandels

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Der Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist ein wichtiges Phänomen, das das Klima der Erde beeinflusst. Die Sonne strahlt Energie zur Erde, die durch die Atmosphäre dringt und dort teilweise von der Erdoberfläche absorbiert wird. Dieser Prozess erwärmt den Boden und die Meere. Ein Teil der Sonnenstrahlung wird von der Erdoberfläche und von Wolken sowie anderen Teilchen reflektiert und gelangt zurück ins Weltall. Die Erdoberfläche, die sich durch die absorbierte Energie erwärmt hat, gibt diese Energie als langwellige Wärmestrahlung ab.

In der Atmosphäre befinden sich Gase wie Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O). Diese Gase sind als Treibhausgase bekannt und besitzen die Fähigkeit, die Wärmestrahlung zu absorbieren. Sie senden die absorbierte Strahlung in alle Richtungen, einschließlich zurück zur Erdoberfläche. Dies bewirkt, dass Wärme in der Atmosphäre gehalten wird und die Erdtemperatur steigt. Der natürliche Treibhauseffekt ermöglicht dadurch eine durchschnittliche Temperatur auf der Erde von etwa 15 Grad Celsius. Ohne diesen Effekt wäre die Erde zu kalt für das Leben, wie wir es kennen.

Der anthropogene Treibhauseffekt

Zusätzlich zu diesem natürlichen Prozess gibt es den anthropogenen Treibhauseffekt. Dieser entsteht durch zusätzliche Treibhausgase, die durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre gelangen. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl führt zur Freisetzung von Kohlendioxid. In der Landwirtschaft, besonders bei der Viehzucht und dem Reisanbau, wird Methan freigesetzt. Zudem sorgen industrielle Prozesse und der Einsatz bestimmter Düngemittel für zusätzliche Lachgasemissionen. Diese Aktivitäten erhöhen die Konzentration der Treibhausgase und verstärken somit den Treibhauseffekt, was zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel führt.

Absorption und Reflexion

Die Balance zwischen der Absorption und der Reflexion der Sonnenenergie in der Atmosphäre ist entscheidend für das Erdklima. Während ein Teil der kurzwelligen Sonnenstrahlung von Wolken und Aerosolen reflektiert wird, wird der restliche Teil absorbiert und im Erdboden in Wärme verwandelt. Die Erde emittiert diese Wärme als langwellige Strahlung. Treibhausgase in der Atmosphäre nehmen diese Strahlung erneut auf und emittieren sie zurück – teilweise zur Erdoberfläche, teilweise ins Weltall. Diese gestörte Balance durch die erhöhte Konzentration von Treibhausgasen führt zu einer zusätzlichen Erwärmung und ist eine treibende Kraft für den Klimawandel heute.

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